פרויקטים של העתיד בציורים של ליאונרדו דה וינצ'י

2024 מְחַבֵּר: Seth Attwood | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-16 16:05

ישנן פעילויות שתוכלו להתפנק בהן מבלי להתחרט על הזמן שהושקע ולטובת הנפש. למשל, להתבונן ברישומים ובסקיצות של ליאונרדו דה וינצ'י - "סקיצות חיים" של רעיונות ופרויקטים מקוריים שלו, שנראים לאין ספור.

בציורים של המאסטר נוכל לזהות בקלות את ההמצאות המוכרות לנו (ועבור אנשי הרנסנס - חדשניות): מסקי מים וחליפת צוללן ועד מצנח ורחפן. רבים מהרעיונות שלו נשארו "בפרויקט": בצורת תמונות על נייר של כל מיני מנגנונים, מכשירים ומבנים. רישומים אלה הם מאגר אמין של רעיונות ומחקר של המחבר. הם מאפשרים לך להסתכל לתוך המעבדה היצירתית של דה וינצ'י, להכיר את שיטת העבודה שלו ולעקוב אחר הלך המחשבה, כיצד הוא קבע ופתר, שלב אחר שלב, בעיות טכניות, בנייה ונוספות מורכבות.

ההיסטוריה של הגילויים וההמצאות מעידה על כך שבמוקדם או במאוחר מובאים רעיונות שימושיים לראש ויוצאים לפועל. דוגמה בולטת לאופן שבו זה קורה היא עבודתו המדעית והטכנית של ליאונרדו דה וינצ'י. חוקר וממציא מלידה, הוא עבד בעיקר עם רעיונות: חלקם יצר בעצמו, אחרים שאל ופיתח, תוך שהוא תמיד מחפש יישום מעשי עבורם.

ראשית, ליאונרדו ערך תוכנית פתרון: הוא עשה שרטוט של המבנה העתידי, המשקף את הרעיון הכללי. אחר כך הוא בחן היטב את הפרטים, צייר סקיצות וסיפק להם הערות. ולבסוף, הרכבתי את כל החלקים למכלול אחד - איור מן המניין מוכן. כפי שציין אחד מחוקרי עבודתו של האמן, רבים מסקיצותיו הן "מחשבות לא גמורות על שיטות ואמצעים". ואכן, עיון ברישומים וציורים אלה, לפעמים יש צורך לחשוב על הפרטים והפרטים שחסרים או הושמטו בכוונה על ידי דה וינצ'י. אבל כמה מהם כל כך מאומתים ומדויקים, שגם אחרי חמש מאות שנה השפה שלהם מובנת ללא מילים. על פי הרישומים שירשו הדורות הבאים על ידי המעצב והממציא המבריק, בעלי מלאכה מודרניים הצליחו ליצור מודלים עובדים של מכשירים שונים.

הנה שרטוט של מגדל המצודה (איור 1)

משמאל לו תרשים של אחד הפרטים החשובים של המבנה - גרם מדרגות לולייניות. העיצוב שלו מזכיר את הבורג המפורסם של ארכימדס, רק השלבים חסרים! תסתכל מקרוב על השרטוט ותגלה את העיצוב המדהים של לאונרדו האדריכל. גרם המדרגות שלו כפול: בחלק אחד שלו אפשר לטפס על המגדל, ומצד שני - לרדת בלי להתנגש או אפילו לראות אחד את השני. המסלולים של שני חלקי גרם המדרגות הינם קווים ספירליים שאינם חותכים (עקומות מרחביות המתפתלות סביב תומך אנכי - עמוד עגול במרכז המבנה). לכל חלק של גרם המדרגות יש כניסה ויציאה משלו, והדגם שלו הוא משטח ספירלי, מה שנקרא הליקואיד. בגרם מדרגות אמיתי, מדרגות בצורת מניפה סביב העמוד.

גרם מדרגות לולייניות כפול מעטר את הטירה המלכותית של שאמבור בצרפת. בנייתו החלה בשנת 1519, זמן קצר לאחר מותו של לאונרדו. כידוע, הוא בילה את שנות חייו האחרונות בארץ זו, בחצרו של פרנסיס הראשון, פטרונו, והיה האמן המלכותי, המהנדס והאדריכל הראשון. לא ידוע בוודאות אם לאונרדו לקח חלק בעיצוב הטירה הגרנדיוזית. גם אם לא, אומרים מומחים, יוצריו השתמשו ברעיונות של דה וינצ'י מציוריו של האמן. סביר להניח שבחירת האדריכלים הושפעה מהסקיצה שלו (איור 1), שנעשתה בסוף שנות ה-80. בצ'מבורד יש 77 גרמי מדרגות, כולל מספר מדרגות לולייניות, אבל רק זה הפך לאטרקציה האמיתית שלה.

ידועים גם מדרגות לולייניות כפולות אחרות. הקדומים שבהם הוקמו בקתדרלות אירופאיות עוד במאות XIV-XV, אבל הם נחותים מהמדרגות בטירת Chambord לא רק בגודל ובעיצוב, אלא גם בפשטות ובמקוריות של העיצוב - אף אחד לא יכול לבודד לחלוטין חלקים מהמדרגות הלולייניות הכפולות זה מזה עד שלאונרדו הצליח או לא עלה בדעתו.

בשנת 1527 יישם את אותו רעיון האדריכל האיטלקי אנטוניו דה סנגלו הצעיר. בפקודת האפיפיור קלמנס השביעי, הוא החל בבניית מגדל מים ענק - באר סנט פטריק (תמונה למעלה) - בעיר אורבייטו למקרה של מצור עליה ומניעת גישה למקורות מים חיצוניים. כאן ניתנה גישה למים בתחתית הבאר על ידי שתי כניסות מנוגדות, שהובילו למדרגות לולייניות אוטונומיות: כרכרה אחת הונמכה כדי להביא מים, והשנייה שימשה להעלאתה. התאורה של המבנה הייתה טבעית: האור חדר פנימה דרך החלונות המקושתים הרבים בקירות המגדל.

לאונרדו דה וינצ'י יש גם קומפוזיציות אדריכליות מורכבות יותר של מדרגות. אחד מהם הוא כמו מבוך תלת מימדי עם הרבה כניסות ויציאות. תסתכל על הסקיצה הבאה (איור 2)

ניתן לראות בבת אחת ארבעה גרמי מדרגות חיצוניים שאינם מחוברים זה לזה, "מתפתלים" סביב עמוד מרובע מאסיבי, שבו, אולי, חבוי מתקן הרמה כלשהו. בקלות מדהימה, האמן משלב אדריכלות וגיאומטריה של החלל, משלב קווים וצורות ויוצר תמונות שלמות ומבנים עצמאיים.

דה וינצ'י מצא עוד שימוש מעניין בסליל הכפול. הוא השתמש בו לבניית מכשיר לנשימה מתחת למים (איור 3).

זוהי גרסה משופרת של צינור הנשימה בשימוש צוללנים עתיקים. המכשיר מורכב מצוף עם כיפה צפה מגן, מסכה, צינורות נשימה ושסתום השולט על פעולתם, מונע כניסת מים. הצינור עשוי מכמה צינורות קנים המחוברים בתוספות העשויות מחומר עמיד למים, ובתוכו קפיצים כפולים - אלמנט אלסטי קומפקטי המונע מצד אחד להתכווץ ולאבד את צורתו של החומר, ומצד שני., הופך את הצינור לגמיש.

ראה גם מאמר תמונות מאת ליאונרדו דה וינצ'י

ליאונרדו היה מהראשונים שהשתמשו במשטח סליל בתכנון המדחף - החלק העיקרי שבאמצעותו המטוס יכול לעלות אנכית לאוויר אם ניתן היה לבטל כראוי את המדחף, ובו בזמן להתמודד עם חוסר יציבות במהלך ההרמה. אנחנו מדברים על תנועה סליל מורכבת (סיבוב סביב ציר קבוע והעברה מקבילה לאורכו, המבוצעת בו זמנית), אבל כבר ביחס למכניקת הטיסה.

המדחף של ליאונרדו דה וינצ'י (איור 4) נחשב לאב-טיפוס של הרוטור הראשי המודרני, והוא עצמו ממציא המסוק, או כפי שהוא מכונה ברוסיה, המסוק. אגב, המילה "מסוק" קשורה למילה "הליקואיד" ומגיעה מהמילים היווניות ëλικου (ספירלה, בורג) ו-πτεoóν (כנף). הוא הופיע רק בשנות ה-60 של המאה ה-19, כמעט ארבע מאות שנה לאחר יצירת הציור הזה.

דה וינצ'י בהחלט יכול היה לשאול את הרעיון של "השקה" לעיצובו מ"פטיפון עף" - צעצוע מסין העתיקה. זה היה מוט עם בורג נוצת ציפור בקצהו. סובב אותו ביד או בעזרת חוט שנפצע על מוט ושוחרר. הגרסה המודרנית היא מסוק פרימיטיבי "לעוף" (איור 5), קל לעשות את זה בעצמך.

אבל את צורת המדחף דה וינצ'י יכול היה לבחור על ידי התבוננות בסיבוב של מדחף ארכימדס (איור 6).

לאונרדו המהנדס, באופן כללי, ניסה לא פעם להתאים את ההמצאה הגאונית הזו של המדען היווני הקדום למנגנונים שונים. לדוגמה, השתמשתי בו כחלק ממכונה הידראולית.או כאלמנטים של מכונת תנועה מתמדת (זו הייתה בנייה של שני ברגים בקטרים שונים: אחד אחד, המים עלו, והשני ירד לרמה ההתחלתית). אבל אז לאונרדו נטש את המיזם העקר הזה והביא אפליקציה מעניינת ושימושית יותר לבורג ארכימדס.

לאונרדו לא החשיב את העיצוב שלו כמטוס, אבל חקר איך זה עובד. הוא חיפש את סוד המעוף בטבע, היוצר צורות אופטימליות המבצעות פונקציות מסוימות: הוא צפה במשך זמן רב ב"מכונות חיות" - ציפורים מרחפות בחופשיות בשמיים, תיארו את תנועותיהן. בסקיצות שלו יש מסלול של ציפור העולה כלפי מעלה (איור 7), שהוא עקומה סלילנית.

מכשירים המצוידים בכנפיים מלאכותיות ומסוגלים להתרומם לאוויר בגלל כוח השרירים של אדם (אורניתופטרים, או זבובים) - זה מה שלאונרדו התעניין בו (אגב, הראשון שניסה ליישם את הרעיון הזה היה מאסטר מיומן דדלוס, גיבור המיתולוגיה העתיקה). דה וינצ'י חזר שוב ושוב לפתור בעיה זו. ללא הצלחה. כתוצאה מכך, הוא החליט לשחזר את הדרך הפשוטה ביותר להטיס ציפורים - הוא הגיע עם דאון ממריא בגלל זרמי אוויר. תוך כדי חקירת בעיית הטיסה, הוא התעניין ממש בכל דבר, אפילו בזוט כזה כמו הקול שמשמיעים כנפי זבוב! וזה היה, כך נראה, כל לאונרדו - הגאון הגדול ביותר של הרנסנס, "האדם הסקרן הבלתי יודע שובע בכל הזמנים", כפי שניסח זאת אחד הביוגרפים שלו.

המדחף, שלאונרדו נתן לו צורה של הליקואיד, מוזכר בחיבורו המפורסם על טיסה. לפי התיאור, הבורג צריך להיות בעל שולי מתכת וחיפוי קנבס, וצינורות ארוכים דקיקים ישמשו מסגרת לקנבס. ואז מוסיף דה וינצ'י: "אתה יכול לעשות לעצמך דגם קטן של נייר, שצירו, מגיליון דק של ברזל, מתפתל בכוח ואשר בשחרור גורם לבורג להסתובב". ובכן, אז תחשבו בעצמכם… אם לשפוט לפי פרטי העיצוב, ניתן היה לסובב את הבורג בעזרת מנופים המחוברים לציר. או שמנגנון קפיץ יכול "להתחיל" אותו. מהו קפיץ? כן, אותו סליל, עשוי מתכת, המסוגל לצבור ולתת אנרגיה.

ציור המדחף הוא אחד המפורסמים באוסף היצירות של לאונרדו המוקדש לבעיית הטיסה. זה נחקר על ידי חובבים ומומחים כאחד: מדענים, מעצבים, מהנדסים, ממציאים. אף אחד מהדגמים שבנו לא הצליח להמריא בעצמו, ללא מנוע. אבל משהו אחר חשוב הרבה יותר. הסקיצה של דה וינצ'י הכילה רעיון שלא יסולא בפז, ומאות שנים מאוחר יותר, ממציאים ומדענים אחרים יצרו מכונה מעופפת אמיתית.

באופן כללי, לאונרדו יש הרבה המצאות שימושיות ושונות על חשבונו, שלא נתבעו בזמנו, נשכחו במשך זמן רב ואז הומצאו מחדש.

פרטים לסקרנים

קו סליל הוא עקומה המתוארת על ידי נקודה הנעה במהירות קבועה לאורך הגנרטריקס של גליל כאשר הוא מסתובב באופן אחיד סביב צירו. עקומה זו חותכת את כל המחוללים בזוויות שוות. אם על דף נייר נצייר כמה קווים ישרים מקבילים בזווית לצד הגדול יותר באותו מרחק זה מזה, ואז נגלגל את הנייר לגליל, מחבר את שני הצדדים הקטנים יותר, אז על פני השטח נראה קו סליל: הימני, אם במבט מלמטה הוא מתפתל נגד כיוון השעון, או שמאלה - אם מתפתל בכיוון ההפוך.

כאשר סיבוב סביב ציר קבוע עם העברה בו-זמנית לאורכו מתבצע לא על ידי נקודה, אלא על ידי קו, זה מתאר משטח סליל במרחב. אז, קטע המחליק עם קצה אחד לאורך קו סליל, ועם השני לאורך ציר הגליל, מתאר הליקואיד (מיוונית ελικος - ספירלה, גירוס).

סליל גלילי יכול לנוע לאורך עצמו. הוא מגדיר את הנתיב הקצר ביותר בין שתי נקודות של יצורים שונים על פני הגליל.להליקואיד יש תכונות דומות. הוא מחליק מעצמו ויש לו שטח מינימלי עבור גבול חיצוני נתון. פשטות, גמישות, דינמיות, "כלכלה" - הודות לתכונות אלו, צורות הברגים נפוצות בטבע (זכור לפחות את "הסליל הכפול" של מולקולות DNA וצמחים מטפסים) ונמצאות בשימוש נרחב בפועל, במיוחד בטכנולוגיה (מ. קפיץ ומחלץ פקקים לבורג ומדחף מטחנת בשר).

הרוטור הראשי הוא מדחף בעל ציר סיבוב אנכי - מקור ההתרוממות של המסוק. בעזרתו מתבצעות בקרת טיסה ונחיתה של המנגנון. הרעיון של שימוש במדחף מסתובב לטיסות מקורו בימי קדם והיה פופולרי באירופה בימי הביניים. בעיצוב עצמו היו "להבים" והוא נראה כמו מדחף.