โครงการแห่งอนาคตในภาพวาดของ Leonardo da Vinci

2024 ผู้เขียน: Seth Attwood | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-16 16:17

มีกิจกรรมต่างๆ ให้คุณได้เพลิดเพลินโดยไม่เสียใจกับเวลาที่ใช้ไปและเพื่อประโยชน์ของจิตใจ ตัวอย่างเช่น การดูภาพวาดและภาพสเก็ตช์ของเลโอนาร์โด ดา วินชี - "ภาพร่างที่มีชีวิต" ของแนวคิดและโครงการดั้งเดิมของเขา ซึ่งดูเหมือนจะนับไม่ถ้วน

ในภาพวาดของอาจารย์ เราสามารถจดจำสิ่งประดิษฐ์ที่คุ้นเคยสำหรับเรา (และสำหรับคนในยุคฟื้นฟูศิลปวิทยา - นวัตกรรม) ได้อย่างง่ายดาย: ตั้งแต่สกีน้ำและชุดนักประดาน้ำไปจนถึงร่มชูชีพและเครื่องร่อน ความคิดหลายอย่างของเขายังคงอยู่ "ในโครงการ": ในรูปแบบของภาพบนกระดาษของกลไกอุปกรณ์และอาคารทุกประเภท ภาพวาดเหล่านี้เป็นที่เก็บแนวคิดและการวิจัยของผู้เขียนที่เชื่อถือได้ สิ่งเหล่านี้ช่วยให้คุณดูห้องทดลองสร้างสรรค์ของดาวินชี ทำความคุ้นเคยกับวิธีการทำงานของเขา และติดตามความคิด วิธีการตั้งค่าและการแก้ปัญหา ทีละขั้นตอน เทคนิคที่ซับซ้อน การก่อสร้าง และปัญหาอื่นๆ

ประวัติความเป็นมาของการค้นพบและการประดิษฐ์เป็นเครื่องยืนยันถึงข้อเท็จจริงที่ว่าแนวคิดที่เป็นประโยชน์ไม่ช้าก็เร็วถูกนำเข้าสู่จิตใจและนำไปปฏิบัติ ตัวอย่างที่ชัดเจนของสิ่งที่เกิดขึ้นคืองานทางวิทยาศาสตร์และทางเทคนิคของ Leonardo da Vinci เขาเป็นนักวิจัยและนักประดิษฐ์โดยกำเนิด เขาทำงานกับแนวคิดเป็นหลัก: บางอย่างเขาสร้างตัวเอง คนอื่น ๆ เขายืมและพัฒนา ในขณะที่มองหาการประยุกต์ใช้จริงสำหรับพวกเขาอยู่เสมอ

อย่างแรก เลโอนาร์โดร่างแผนการแก้ปัญหา: เขาร่างโครงสร้างในอนาคตซึ่งสะท้อนถึงแนวคิดทั่วไป จากนั้นเขาก็ศึกษารายละเอียดอย่างใกล้ชิด วาดภาพร่าง และแสดงความคิดเห็น และสุดท้าย ฉันก็ประกอบชิ้นส่วนทั้งหมดเป็นชิ้นเดียว ซึ่งเป็นภาพประกอบสำเร็จรูปพร้อมใช้ ดังที่หนึ่งในนักวิจัยของผลงานของศิลปินตั้งข้อสังเกต ภาพสเก็ตช์หลายภาพของเขาคือ "ความคิดที่ยังไม่เสร็จเกี่ยวกับวิธีการและวิธีการ" อันที่จริงการศึกษาภาพวาดและภาพวาดเหล่านี้บางครั้งจำเป็นต้องคิดรายละเอียดและรายละเอียดที่ Da Vinci ขาดหายไปหรือจงใจละเลย แต่บางคนก็ได้รับการตรวจสอบและแม่นยำมากจนแม้หลังจากผ่านไปห้าศตวรรษแล้ว ภาษาของพวกเขาก็เข้าใจได้โดยไม่ต้องใช้คำพูด ตามภาพวาดที่สืบทอดมาจากคนรุ่นอนาคตโดยนักออกแบบและนักประดิษฐ์ที่ยอดเยี่ยม ช่างฝีมือสมัยใหม่สามารถสร้างแบบจำลองการทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ ได้

นี่คือภาพร่างของหอคอยป้อมปราการ (รูปที่ 1)

ทางด้านซ้ายของมันคือแผนภาพของรายละเอียดที่สำคัญอย่างหนึ่งของอาคาร - บันไดเวียน การออกแบบชวนให้นึกถึงสกรูของอาร์คิมิดีสที่มีชื่อเสียง มีเพียงขั้นตอนเท่านั้นที่ขาดหายไป! ดูภาพวาดอย่างใกล้ชิดและคุณจะค้นพบการออกแบบที่น่าทึ่งของสถาปนิก Leonardo บันไดของมันคือสองเท่า: ส่วนหนึ่งของมันคุณสามารถปีนหอคอยและอีกด้านหนึ่ง - ลงมาโดยไม่ชนกันหรือไม่เห็นกัน เส้นทางเดินของบันไดทั้งสองส่วนเป็นเส้นเกลียวที่ไม่ตัดกัน (เส้นโค้งเชิงพื้นที่บิดไปรอบส่วนรองรับแนวตั้ง - เสาทรงกลมตรงกลางโครงสร้าง) บันไดแต่ละส่วนมีทางเข้าและทางออกของตัวเอง และแบบจำลองของบันไดนั้นเป็นพื้นผิวเกลียวที่เรียกว่าเฮลิคออยด์ ที่บันไดจริง ขั้นบันไดเป็นรูปพัดรอบเสา

บันไดเวียนคู่ประดับประดาปราสาท Chambord ในฝรั่งเศส การก่อสร้างเริ่มขึ้นในปี ค.ศ. 1519 ไม่นานหลังจากการเสียชีวิตของเลโอนาร์โด อย่างที่คุณทราบ เขาใช้เวลาหลายปีสุดท้ายของชีวิตในประเทศนี้ ที่ราชสำนักของฟรานซิสที่ 1 ผู้อุปถัมภ์ของเขา และเป็นศิลปิน วิศวกร และสถาปนิกในราชวงศ์คนแรก ไม่ทราบแน่ชัดว่าเลโอนาร์โดมีส่วนร่วมในการออกแบบปราสาทอันยิ่งใหญ่นี้หรือไม่ แม้ว่าจะไม่เป็นเช่นนั้น ผู้เชี่ยวชาญกล่าวว่า ผู้สร้างมันใช้ความคิดของดาวินชีจากภาพวาดของศิลปิน มีแนวโน้มว่าการเลือกสถาปนิกจะได้รับอิทธิพลจากภาพร่างของเขา (รูปที่ 1) ซึ่งสร้างขึ้นในช่วงปลายทศวรรษ 1480 Chambord มีบันได 77 ขั้น รวมถึงบันไดวนหลายขั้น แต่มีเพียงบันไดนี้เท่านั้นที่กลายเป็นสิ่งดึงดูดใจอย่างแท้จริง

บันไดเวียนคู่อื่น ๆ เป็นที่รู้จักกัน ที่เก่าแก่ที่สุดของพวกเขาถูกสร้างขึ้นในมหาวิหารในยุโรปในศตวรรษที่ XIV-XV แต่พวกเขาด้อยกว่าบันไดในปราสาท Chambord ไม่เพียง แต่ในขนาดและการตกแต่ง แต่ยังอยู่ในความเรียบง่ายและความคิดริเริ่มของการออกแบบ - ไม่มีใครสามารถแยกออกได้อย่างสมบูรณ์ ส่วนของบันไดเวียนคู่จากกันจนเลโอนาร์โดทำสำเร็จหรือนึกไม่ถึง

ในปี ค.ศ. 1527 สถาปนิกชาวอิตาลี Antonio da Sangallo the Younger ได้ใช้แนวคิดเดียวกันนี้ ตามคำสั่งของสมเด็จพระสันตะปาปาเคลมองต์ที่ 7 พระองค์ทรงเริ่มก่อสร้างหอเก็บน้ำขนาดใหญ่ - บ่อน้ำของเซนต์แพทริก (ภาพด้านบน) - ในเมืองออร์วิเอโตในกรณีที่ถูกล้อมและกีดกันไม่ให้เข้าถึงแหล่งน้ำภายนอก ที่นี่การเข้าถึงน้ำที่ด้านล่างของบ่อน้ำมีทางเข้าสองทางตรงข้ามซึ่งนำไปสู่บันไดเวียนอิสระ: รถม้าคันหนึ่งถูกลดระดับลงเพื่อตักน้ำและอีกทางหนึ่งถูกนำมาใช้เพื่อดึงขึ้นมา แสงสว่างของอาคารเป็นไปตามธรรมชาติ: แสงลอดผ่านหน้าต่างโค้งหลายบานในผนังของหอคอย

Leonardo da Vinci ยังมีองค์ประกอบทางสถาปัตยกรรมที่ซับซ้อนมากขึ้นของบันได หนึ่งในนั้นเป็นเหมือนเขาวงกตสามมิติที่มีทางเข้าออกมากมาย ดูภาพสเก็ตช์ต่อไปนี้ (รูปที่ 2)

คุณสามารถเห็นบันไดภายนอกสี่ขั้นที่ไม่ได้เชื่อมต่อกัน "บิด" รอบเสาสี่เหลี่ยมขนาดใหญ่ซึ่งบางทีอาจมีอุปกรณ์ยกบางอย่างซ่อนอยู่ ศิลปินได้ผสมผสานสถาปัตยกรรมและเรขาคณิตของพื้นที่ เข้าด้วยกันอย่างง่ายดายอย่างน่าทึ่ง ผสมผสานเส้นและรูปร่างเข้าด้วยกัน และสร้างภาพที่สมบูรณ์และโครงสร้างที่มีอยู่ในตัว

Da Vinci พบการใช้เกลียวคู่ที่น่าสนใจอีกอย่างหนึ่ง เขาใช้ในการสร้างเครื่องช่วยหายใจใต้น้ำ (รูปที่ 3)

นี่คือท่อช่วยหายใจรุ่นปรับปรุงที่ใช้โดยนักดำน้ำโบราณ อุปกรณ์ประกอบด้วยทุ่นลอยที่มีโดมลอยป้องกัน หน้ากาก ท่อหายใจ และวาล์วที่ควบคุมการทำงานเพื่อป้องกันไม่ให้น้ำเข้า ท่อทำจากท่อกกหลายอันที่เชื่อมต่อด้วยเม็ดมีดที่ทำจากวัสดุกันน้ำและภายในนั้นมีสปริงคู่ - องค์ประกอบยืดหยุ่นขนาดกะทัดรัดที่ป้องกันไม่ให้วัสดุหดตัวและสูญเสียรูปร่างและในทางกลับกัน,ทำให้สายยางมีความยืดหยุ่น

ดูบทความ ภาพถ่ายโดย Leonardo da Vinci

เลโอนาร์โดเป็นหนึ่งในคนกลุ่มแรกที่ใช้พื้นผิวเป็นเกลียวในการออกแบบใบพัด - ส่วนหลักที่เครื่องบินสามารถลอยขึ้นไปในอากาศในแนวตั้งได้หากสามารถคลี่ใบพัดได้อย่างเหมาะสมและในขณะเดียวกันก็รับมือกับมัน ความไม่มั่นคงระหว่างการยก เรากำลังพูดถึงการเคลื่อนที่เป็นเกลียวที่ซับซ้อน (การหมุนรอบแกนคงที่และการเคลื่อนที่ขนานกัน ดำเนินการพร้อมกัน) แต่สัมพันธ์กับกลไกการบินอยู่แล้ว

ใบพัดของ Leonardo da Vinci (รูปที่ 4) ถือเป็นต้นแบบของใบพัดหลักที่ทันสมัยและตัวเขาเองเป็นผู้ประดิษฐ์เฮลิคอปเตอร์หรือที่เรียกว่าเฮลิคอปเตอร์ในรัสเซีย อย่างไรก็ตาม คำว่า "เฮลิคอปเตอร์" มีความเกี่ยวข้องกับคำว่า "เฮลิกอยด์" และมาจากคำภาษากรีก ëλικου (เกลียว สกรู) และ πτεoóν (ปีก) ปรากฏเฉพาะในยุค 1860 เกือบสี่ศตวรรษหลังจากที่วาดภาพนี้

ดาวินชีอาจยืมแนวคิดของ "การเปิดตัว" สำหรับการออกแบบของเขาจาก "เครื่องเล่นแผ่นเสียงที่บินได้" ซึ่งเป็นของเล่นจากจีนโบราณ มันคือไม้เรียวที่มีสกรูขนนกอยู่ที่ปลาย มันถูกปั่นด้วยมือหรือด้วยความช่วยเหลือของด้ายพันบนไม้เรียวแล้วปล่อย รุ่นที่ทันสมัยคือเฮลิคอปเตอร์ "บิน" ดั้งเดิม (รูปที่ 5) ง่ายต่อการทำเอง

แต่รูปร่างของใบพัด da Vinci สามารถเลือกได้โดยสังเกตการหมุนของใบพัดของอาร์คิมิดีส (รูปที่ 6)

โดยทั่วไปแล้ววิศวกรของเลโอนาร์โดพยายามปรับสิ่งประดิษฐ์อันชาญฉลาดของนักวิทยาศาสตร์ชาวกรีกโบราณให้เข้ากับกลไกที่แตกต่างกันมากกว่าหนึ่งครั้ง ตัวอย่างเช่น ฉันใช้มันเป็นส่วนหนึ่งของเครื่องจักรไฮดรอลิกหรือเป็นองค์ประกอบของเครื่องจักรเคลื่อนที่ต่อเนื่อง (เป็นการสร้างสกรูสองตัวที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกัน: ทีละตัว น้ำทะเลขึ้น และอีกตัวตกลงไปที่ระดับเริ่มต้น) แต่แล้วเลโอนาร์โดก็ละทิ้งกิจการที่ไร้ผลนี้ และได้นำเสนอแอพพลิเคชั่นที่น่าสนใจและมีประโยชน์มากกว่าสำหรับสกรูของอาร์คิมิดีส

เลโอนาร์โดไม่ได้มองว่าการออกแบบของเขาเป็นเครื่องบิน แต่ได้ตรวจสอบว่ามันทำงานอย่างไร เขากำลังมองหาความลับของการบินในธรรมชาติซึ่งสร้างรูปแบบที่เหมาะสมที่สุดซึ่งทำหน้าที่บางอย่าง: เขาดู "เครื่องจักรที่มีชีวิต" เป็นเวลานาน - นกที่ลอยอยู่บนท้องฟ้าอย่างอิสระอธิบายการเคลื่อนไหวของพวกมัน ในภาพร่างของเขามีวิถีของนกที่พุ่งขึ้นไปข้างบน (รูปที่ 7) ซึ่งเป็นส่วนโค้งเป็นเกลียว

เครื่องมือที่ติดตั้งปีกเทียมและสามารถยกขึ้นไปในอากาศได้เนื่องจากความแข็งแรงของกล้ามเนื้อของบุคคล (ออร์นิทอปเตอร์หรือแมลงวัน) - นี่คือสิ่งที่เลโอนาร์โดสนใจมากที่สุด (โดยวิธีการเป็นคนแรกที่พยายามนำแนวคิดนี้ไปใช้คือ Daedalus ปรมาจารย์ผู้เก่งกาจ วีรบุรุษแห่งเทพนิยายโบราณ) Da Vinci กลับมาแก้ปัญหานี้ซ้ำแล้วซ้ำเล่า ไม่ประสบความสำเร็จ เป็นผลให้เขาตัดสินใจที่จะทำซ้ำวิธีที่ง่ายที่สุดในการบินนก - เขามาพร้อมกับเครื่องร่อนที่ทะยานขึ้นเนื่องจากกระแสอากาศ ขณะตรวจสอบปัญหาการบิน เขาสนใจในทุกสิ่งอย่างแท้จริง แม้แต่เรื่องเล็กอย่างเสียงที่เกิดจากปีกแมลงวัน! และดูเหมือนว่าลีโอนาร์โดทั้งหมด - อัจฉริยะที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของยุคฟื้นฟูศิลปวิทยา "คนขี้สงสัยที่ไม่รู้จักพอที่สุดตลอดกาล" ตามที่ผู้เขียนชีวประวัติคนหนึ่งของเขากล่าวไว้

ใบพัดซึ่งเลโอนาร์โดให้รูปร่างของเฮลิคออยด์นั้นถูกกล่าวถึงในบทความเรื่อง On Flying ที่มีชื่อเสียงของเขา ตามคำอธิบาย สกรูควรมีขอบโลหะและผ้าใบคลุม และท่อยาวบาง ๆ จะทำหน้าที่เป็นกรอบสำหรับผืนผ้าใบ จากนั้นดาวินชีกล่าวเสริมว่า: "คุณสามารถสร้างแบบจำลองกระดาษขนาดเล็กซึ่งแกนจากแผ่นเหล็กบาง ๆ บิดด้วยแรงและเมื่อคลายออกจะทำให้สกรูหมุนได้" ทีนี้ ลองคิดเอาเอง … เมื่อพิจารณาจากรายละเอียดการออกแบบ สกรูสามารถหมุนได้โดยใช้คันโยกที่ติดกับแกน หรือกลไกสปริงสามารถ "สตาร์ท" ได้ สปริงคืออะไร? ใช่ เกลียวเดียวกันซึ่งทำจากโลหะ สามารถสะสมและปล่อยพลังงานได้

ภาพวาดใบพัดเป็นหนึ่งในผลงานที่มีชื่อเสียงที่สุดของเลโอนาร์โดที่อุทิศให้กับปัญหาการบิน เป็นการศึกษาโดยทั้งมือสมัครเล่นและผู้เชี่ยวชาญ ทั้งนักวิทยาศาสตร์ นักออกแบบ วิศวกร นักประดิษฐ์ ไม่มีโมเดลใดที่พวกเขาสร้างขึ้นสามารถถอดเองได้โดยไม่ต้องใช้เครื่องยนต์ แต่อย่างอื่นสำคัญกว่ามาก ภาพสเก็ตช์ของดาวินชีมีแนวคิดอันล้ำค่า และหลายศตวรรษต่อมา นักประดิษฐ์และนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ได้สร้างเครื่องจักรบินได้จริง

โดยทั่วไป เลโอนาร์โดมีสิ่งประดิษฐ์ที่มีประโยชน์มากมายในบัญชีของเขา ซึ่งไม่มีใครอ้างสิทธิ์ในสมัยของเขา ถูกลืมไปเป็นเวลานานแล้วจึงคิดค้นขึ้นใหม่

รายละเอียดสำหรับผู้สนใจ

เส้นเฮลิคอลเป็นเส้นโค้งที่อธิบายโดยจุดที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ตามกำเนิดของทรงกระบอกเมื่อหมุนรอบแกนอย่างสม่ำเสมอ เส้นโค้งนี้ตัดกันเครื่องกำเนิดทั้งหมดในมุมที่เท่ากัน หากเราวาดเส้นตรงขนานหลายเส้นบนกระดาษแผ่นหนึ่งโดยทำมุมกับด้านที่ใหญ่กว่าโดยเว้นระยะห่างเท่ากัน จากนั้นม้วนกระดาษให้เป็นทรงกระบอก เชื่อมด้านที่เล็กกว่าทั้งสองข้างเข้าด้วยกัน จากนั้นบนพื้นผิวของมัน เราจะเห็น a เส้นขด: ทางขวา หากมองจากด้านล่าง จะบิดทวนเข็มนาฬิกาหรือซ้าย - หากบิดไปในทิศทางตรงกันข้าม

เมื่อการหมุนรอบแกนคงที่พร้อมกับการถ่ายโอนพร้อมกันนั้นไม่ได้ทำโดยจุด แต่โดยเส้นจะอธิบายพื้นผิวเกลียวในอวกาศ ดังนั้น ส่วนที่เลื่อนด้วยปลายด้านหนึ่งไปตามเส้นเกลียว ส่วนอีกส่วนที่เลื่อนไปตามแกนของทรงกระบอก อธิบายเฮลิคอด (จากภาษากรีก ελικος - เกลียว ไจรัส)

เกลียวทรงกระบอกสามารถเคลื่อนที่ไปตามตัวมันเองได้ มันกำหนดเส้นทางที่สั้นที่สุดระหว่างจุดสองจุดที่แตกต่างกันบนพื้นผิวของกระบอกสูบเฮลิคอยด์มีคุณสมบัติคล้ายคลึงกัน มันเลื่อนได้เองและมีพื้นที่ขั้นต่ำสำหรับขอบเขตภายนอกที่กำหนด ความเรียบง่าย ความยืดหยุ่น พลวัต "เศรษฐกิจ" - ด้วยคุณสมบัติเหล่านี้ รูปแบบสกรูจึงแพร่หลายในธรรมชาติ (อย่าลืม "เกลียวคู่" ของโมเลกุลดีเอ็นเอและพืชปีนเขา) และใช้กันอย่างแพร่หลายในทางปฏิบัติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเทคโนโลยี (จาก สปริงและเหล็กไขจุกกับสกรูและใบพัดของเครื่องบดเนื้อ)

โรเตอร์หลักคือใบพัดที่มีแกนหมุนในแนวตั้งซึ่งเป็นที่มาของการยกของเฮลิคอปเตอร์ ด้วยความช่วยเหลือการควบคุมการบินและการลงจอดของอุปกรณ์จะดำเนินการ แนวคิดในการใช้ใบพัดหมุนสำหรับเที่ยวบินมีต้นกำเนิดในสมัยโบราณและเป็นที่นิยมในยุโรปในยุคกลาง การออกแบบนั้นมี "ใบมีด" และดูเหมือนใบพัด