Zukunftsprojekte in den Zeichnungen von Leonardo da Vinci

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-16 16:01

Es gibt Aktivitäten, denen Sie nachgehen können, ohne die aufgewendete Zeit zu bereuen und zum Wohle des Geistes. Zum Beispiel, um sich die Zeichnungen und Skizzen von Leonardo da Vinci anzuschauen - "lebende Skizzen" seiner ursprünglichen Ideen und Projekte, die zahllos zu sein scheinen.

In den Zeichnungen des Meisters können wir die uns bekannten (und für Menschen der Renaissance - innovativen) Erfindungen leicht erkennen: vom Wasserski über einen Taucheranzug bis hin zu einem Fallschirm und einem Segelflugzeug. Viele seiner Ideen blieben „im Projekt“: in Form von Bildern auf Papier aller Arten von Mechanismen, Geräten und Gebäuden. Diese Zeichnungen sind ein zuverlässiges Repositorium für die Ideen und Forschungen des Autors. Sie ermöglichen einen Blick in das Kreativlabor von da Vinci, lernen seine Arbeitsweise kennen und verfolgen den Gedankengang, wie er komplexe technische, konstruktive und andere Probleme Schritt für Schritt stellte und löste.

Die Geschichte der Entdeckungen und Erfindungen zeugt davon, dass früher oder später nützliche Ideen in den Sinn kommen und in die Tat umgesetzt werden. Ein markantes Beispiel dafür ist die wissenschaftlich-technische Arbeit von Leonardo da Vinci. Als geborener Forscher und Erfinder arbeitete er vor allem mit Ideen: Manche hat er selbst generiert, andere ausgeliehen und weiterentwickelt, immer auf der Suche nach der praktischen Anwendung für sie.

Zunächst erstellte Leonardo einen Lösungsplan: Er skizzierte die zukünftige Struktur, die die allgemeine Idee widerspiegelte. Dann studierte er die Details genau, zeichnete Skizzen und versah sie mit Kommentaren. Und schließlich habe ich alle Teile zu einem einzigen Ganzen zusammengefügt - einer vorgefertigten, vollwertigen Illustration. Wie einer der Werkforscher des Künstlers feststellte, sind viele seiner Skizzen "unvollendete Gedanken über Methoden und Mittel". Tatsächlich ist es beim Studium dieser Zeichnungen und Zeichnungen manchmal notwendig, die Details und Details zu überdenken, die von da Vinci fehlen oder absichtlich weggelassen wurden. Aber einige von ihnen sind so verifiziert und genau, dass ihre Sprache auch nach fünf Jahrhunderten ohne Worte verständlich ist. Nach den Zeichnungen, die der brillante Designer und Erfinder an zukünftige Generationen geerbt hat, waren moderne Handwerker in der Lage, Arbeitsmodelle verschiedener Geräte herzustellen.

Hier eine Skizze des Festungsturms (Abb. 1)

Links davon ist ein Diagramm eines der wichtigsten Details des Gebäudes - eine Wendeltreppe. Sein Design erinnert an die berühmte Archimedes-Schraube, nur die Stufen fehlen! Schauen Sie sich die Zeichnung genauer an und Sie werden das erstaunliche Design von Leonardo dem Architekten entdecken. Seine Treppe ist doppelt: Auf einem Teil können Sie den Turm erklimmen und auf dem anderen - ohne zu kollidieren oder sich sogar zu sehen. Die Trajektorien beider Teile der Treppe sind sich nicht schneidende Spirallinien (räumliche Kurven, die sich um eine vertikale Stütze drehen - eine runde Säule in der Mitte der Struktur). Jeder Teil der Treppe hat einen eigenen Ein- und Ausgang, und ihr Vorbild ist eine spiralförmige Fläche, das sogenannte Helikoid. Bei einer echten Treppe sind die Stufen fächerförmig um die Säule herum angeordnet.

Eine Doppelwendeltreppe schmückt das königliche Schloss von Chambord in Frankreich. Sein Bau begann 1519, kurz nach dem Tod von Leonardo. Wie Sie wissen, verbrachte er die letzten Jahre seines Lebens in diesem Land am Hofe seines Mäzens Franz I. und war der erste königliche Künstler, Ingenieur und Architekt. Ob Leonardo an der Gestaltung des grandiosen Schlosses beteiligt war, ist nicht sicher bekannt. Auch wenn dies nicht der Fall ist, sagen Experten, seine Schöpfer nutzten da Vincis Ideen aus den Zeichnungen des Künstlers. Es ist wahrscheinlich, dass die Wahl der Architekten durch seine Skizze (Abb. 1) beeinflusst wurde, die Ende der 1480er Jahre angefertigt wurde. In Chambord gibt es 77 Treppen, darunter mehrere Wendeltreppen, aber nur diese ist zu ihrer wahren Attraktion geworden.

Es sind auch andere Doppelwendeltreppen bekannt. Die frühesten von ihnen wurden im XIV.-XV. Jahrhundert in europäischen Kathedralen errichtet, aber sie sind den Treppen im Schloss Chambord nicht nur in Größe und Dekor, sondern auch in Einfachheit und Originalität des Designs unterlegen - niemand kann vollständig isolieren Teile der Doppelwendeltreppe voneinander entfernt, bis Leonardo Erfolg hatte oder nicht in den Sinn kam.

1527 wandte der italienische Architekt Antonio da Sangallo der Jüngere die gleiche Idee an. Im Auftrag von Papst Clemens VII. begann er mit dem Bau eines riesigen Wasserturms - des Brunnens von St. Patrick (Foto oben) - in der Stadt Orvieto im Falle ihrer Belagerung und des Zugangs zu externen Wasserquellen. Der Zugang zum Wasser am Boden des Brunnens erfolgte hier durch zwei gegenüberliegende Eingänge, die zu autonomen Wendeltreppen führten: Ein Wagen wurde zum Wasserholen abgesenkt, der andere zum Heraufholen. Die Beleuchtung des Gebäudes war natürlich: Das Licht drang durch die vielen Rundbogenfenster in den Turmwänden ein.

Leonardo da Vinci hat auch komplexere architektonische Treppenkompositionen. Eine davon gleicht einem dreidimensionalen Labyrinth mit vielen Ein- und Ausgängen. Sehen Sie sich die folgende Skizze an (Abb. 2)

Zu sehen sind auf einmal vier nicht miteinander verbundene Außentreppen, die sich um einen massiven quadratischen Pfeiler "drehen", in dem vielleicht eine Art Hebevorrichtung versteckt ist. Mit verblüffender Leichtigkeit verbindet die Künstlerin Architektur und Raumgeometrie, verbindet Linien und Formen und schafft Gesamtbilder und in sich geschlossene Strukturen.

Da Vinci fand eine weitere interessante Anwendung der Doppelhelix. Er verwendete es beim Bau eines Gerätes zum Atmen unter Wasser (Abb. 3).

Dies ist eine verbesserte Version des Atemschlauchs, der von alten Tauchern verwendet wurde. Das Gerät besteht aus einem Schwimmer mit schützendem Schwimmdom, einer Maske, Atemschläuchen und einem Ventil, das deren Funktion kontrolliert und das Eindringen von Wasser verhindert. Der Schlauch besteht aus mehreren Reedrohren, die durch Einsätze aus wasserdichtem Material verbunden sind, und im Inneren befinden sich Doppelfedern - ein kompaktes elastisches Element, das einerseits das Schrumpfen und Verlieren des Materials verhindert und andererseits, macht den Schlauch flexibel.

siehe auch Artikel Fotos von Leonardo da Vinci

Leonardo war einer der ersten, der bei der Konstruktion des Propellers eine spiralförmige Oberfläche verwendet hat - den Hauptteil, mit dem das Flugzeug vertikal in die Luft aufsteigen konnte, wenn es möglich war, den Propeller richtig aufzudrehen, und gleichzeitig seine Instabilität beim Heben. Wir sprechen von einer komplexen spiralförmigen Bewegung (Rotation um eine feste Achse und parallele Übertragung entlang dieser, gleichzeitig ausgeführt), aber bereits in Bezug auf die Flugmechanik.

Der Propeller von Leonardo da Vinci (Abb. 4) gilt als Prototyp des modernen Hauptrotors, und er selbst ist der Erfinder des Helikopters, oder, wie es in Russland heißt, des Helikopters. Das Wort „Helikopter“ist übrigens mit dem Wort „Helikoid“verwandt und kommt von den griechischen Wörtern ëλικου (Spirale, Schraube) und πτεoóν (Flügel). Es erschien erst in den 1860er Jahren, fast vier Jahrhunderte nach dieser Zeichnung.

Die Idee eines „Launches“hätte Da Vinci für seinen Entwurf durchaus von einer „fliegenden Drehscheibe“entlehnt – einem Spielzeug aus dem alten China. Es war eine Stange mit einer Vogelfederschraube am Ende. Es wurde von Hand oder mit Hilfe eines auf einen Stab gewickelten Fadens gesponnen und losgelassen. Die moderne Version ist ein primitiver Hubschrauber "fliegen" (Abb. 5), es ist einfach, es selbst zu machen.

Aber die Form des Propellers konnte da Vinci wählen, indem er die Rotation des Archimedes-Propellers beobachtete (Abb. 6).

Der Ingenieur Leonardo hat mehr als einmal versucht, diese geniale Erfindung des antiken griechischen Wissenschaftlers an verschiedene Mechanismen anzupassen. Ich habe es zum Beispiel als Teil einer hydraulischen Maschine verwendet. Oder als Elemente eines Perpetuum Mobile (es war eine Konstruktion aus zwei Schrauben mit unterschiedlichen Durchmessern: eine nach der anderen stieg das Wasser an und die andere sank auf das ursprüngliche Niveau). Aber dann gab Leonardo dieses fruchtlose Unterfangen auf und entwickelte eine interessantere und nützlichere Anwendung für die Archimedes-Schraube.

Leonardo betrachtete sein Design nicht als Flugzeug, sondern untersuchte, wie es funktionierte. Er war auf der Suche nach dem Geheimnis des Fliegens in der Natur, das optimale Formen schafft, die bestimmte Funktionen erfüllen: Er beobachtete lange "lebende Maschinen" - Vögel, die frei am Himmel schweben, ihre Bewegungen beschrieben. In seinen Skizzen gibt es eine Flugbahn eines aufsteigenden Vogels (Abb. 7), die eine spiralförmige Kurve ist.

Geräte, die mit künstlichen Flügeln ausgestattet sind und sich aufgrund der Muskelkraft einer Person in die Luft heben können (Ornithopter oder Fliegen) - das interessierte Leonardo am meisten (übrigens, der erste, der versuchte, diese Idee umzusetzen, war die geschickter Meister Daedalus, der Held der antiken Mythologie). Da Vinci kehrte wiederholt zur Lösung dieses Problems zurück. Vergeblich. Als Ergebnis beschloss er, die einfachste Art des Fliegens von Vögeln zu reproduzieren - er entwickelte ein Segelflugzeug, das aufgrund von Luftströmungen aufstieg. Während er das Problem des Fliegens untersuchte, interessierte er sich für buchstäblich alles, sogar für eine Kleinigkeit wie das Geräusch der Flügel einer Fliege! Und das war, wie es scheint, der ganze Leonardo - das größte Genie der Renaissance, "der unersättlichste neugierige Mann aller Zeiten", wie einer seiner Biographen es ausdrückte.

Der Propeller, dem Leonardo die Form eines Helikoids gab, wird in seiner berühmten Abhandlung On Flying erwähnt. Laut Beschreibung sollte die Schraube eine Metalleinfassung und eine Leinwandabdeckung haben, und dünne lange Rohre dienen als Rahmen für die Leinwand. Und dann fügt da Vinci hinzu: "Man kann sich ein kleines Papiermodell basteln, dessen Achse aus einer dünnen Eisenplatte mit Kraft verdreht wird und beim Loslassen die Schraube in Drehung versetzt." Na, dann überlegen Sie selbst… Den konstruktiven Details nach zu urteilen, konnte die Schraube mit Hilfe von an der Achse angebrachten Hebeln gedreht werden. Oder ein Federmechanismus könnte es "starten". Was ist eine Feder? Ja, die gleiche Helix aus Metall, die Energie speichern und abgeben kann.

Die Propellerzeichnung ist eine der berühmtesten in Leonardos Sammlung von Werken, die sich dem Problem des Fluges widmen. Es wurde sowohl von Amateuren als auch von Spezialisten studiert: Wissenschaftler, Designer, Ingenieure, Erfinder. Keines der von ihnen gebauten Modelle konnte ohne Motor alleine starten. Aber etwas anderes ist viel wichtiger. Da Vincis Skizze enthielt eine unschätzbare Idee, und Jahrhunderte später schufen andere Erfinder und Wissenschaftler eine echte Flugmaschine.

Überhaupt hat Leonardo viele verschiedene nützliche Erfindungen auf seinem Konto, die zu seiner Zeit nicht beansprucht, lange vergessen und dann neu erfunden wurden.

Details für Neugierige

Eine Schraubenlinie ist eine Kurve, die durch einen Punkt beschrieben wird, der sich mit konstanter Geschwindigkeit entlang der Mantellinie eines Zylinders bewegt, wenn er sich gleichmäßig um seine Achse dreht. Diese Kurve schneidet alle Generatoren unter gleichen Winkeln. Wenn wir auf einem Blatt Papier mehrere parallele gerade Linien in einem Winkel zu seiner größeren Seite im gleichen Abstand voneinander zeichnen und dann das Papier zu einem Zylinder rollen und die beiden kleineren Seiten verbinden, dann sehen wir auf seiner Oberfläche a Schraubenlinie: die rechte, wenn sie von unten gesehen gegen den Uhrzeigersinn verdreht ist, oder links - wenn sie in die entgegengesetzte Richtung verdreht ist.

Wenn die Drehung um eine feste Achse mit gleichzeitiger Übertragung entlang dieser nicht durch einen Punkt, sondern durch eine Linie erfolgt, beschreibt sie eine spiralförmige Fläche im Raum. Ein Segment, das mit einem Ende entlang einer Schraubenlinie und mit dem anderen entlang der Zylinderachse gleitet, beschreibt also ein Helikoid (von griechisch ελικος - Spirale, Gyrus).

Eine zylindrische Helix kann sich selbst entlang bewegen. Es definiert den kürzesten Weg zwischen zwei Punkten unterschiedlicher Erzeugenden auf der Oberfläche des Zylinders. Das Helikoid hat ähnliche Eigenschaften. Es gleitet von selbst und hat eine minimale Fläche für eine gegebene äußere Begrenzung. Einfachheit, Flexibilität, Dynamik, "Wirtschaftlichkeit" - dank dieser Eigenschaften sind Schraubenformen in der Natur weit verbreitet (erinnern Sie sich zumindest an die "Doppelhelix" von DNA-Molekülen und Kletterpflanzen) und finden in der Praxis, insbesondere in der Technik, breite Anwendung (von a Feder und einen Korkenzieher zu einer Fleischwolfschraube und einem Propeller).

Der Hauptrotor ist ein Propeller mit vertikaler Drehachse - die Quelle des Helikopterauftriebs. Mit seiner Hilfe werden Flugsteuerung und Landung des Geräts durchgeführt. Die Idee, einen rotierenden Propeller für Flüge zu verwenden, stammt aus der Antike und war im Mittelalter in Europa beliebt. Das Design selbst hatte "Blätter" und sah aus wie ein Propeller.