Леонардо да Винчи. Настоящая история гения

Леонардо да Винчи. Страница из рукописи Леонардо с изображением различных машин

Кое-что о механизмах, которые использовал Мастер

В зарисовках Леонардо часто встречаются зубчатые передачи – но большинство из них не похожи на современные. Обычно это колесо с торчащими по окружности колками (пальцами), оно соединяется с колесом в виде двух дисков, между которыми закреплены по окружности цилиндрические стержни. Эти стержни называются цевками, а такая передача – цевочной. Эти передачи передают небольшие усилия. Применяются они и сейчас. Такое колесо с цевками похоже на круглую решетчатую клетку. Цевочная передача может передавать движение как между параллельными валами, так и между расположенными перпендикулярно. В машинах Леонардо цевочная передача зачастую заменяла современную коническую. Сохранился рисунок Леонардо, где он изобразил зацепление зубьев двух зубчатых колес. В чем сложность создания зубчатого колеса? В работе должна быть всегда только одна пара зубьев, при входе и выходе колес из зацепления их не должно клинить, необходимо точно выдерживать шаг между зубьями. Первые зубчатые передачи делались треугольными со скругленными краями. Зубья на передаче нарезались вручную по шаблонам, каждый мастер эмпирическим методом находил оптимальную форму зубьев колеса (как это делал Леонардо на своем рисунке). И только Леонард Эйлер в XVIII веке разработал эвольвентный профиль передач[47].

Леонардо использовал также червячную передачу – например, для изменения угла поворота бомбарды. Опять же его колесо в червячной передаче деревянное с колками-пальцами.

Леонардо да Винчи. Рисунок зубчатой передачи. Обратите внимание на форму зубьев в зацеплении. По форме они отличаются от современных

Леонардо да Винчи. Установка для проведения испытаний махового крыла

Лист рукописи Леонардо. Рисунки машин и механизмов

Цепная передача. Manuscript-de-madrid

Современный вид червячной передачи

Валы червячной передачи перекрещиваются. Червяк – винт со специальной резьбой. У червячной передачи большое передаточное число, и к тому же передача обладает свойством самоторможения (то есть не работает в обратную сторону от колеса к червяку).

Леонардо использует ручной привод, поэтому в его механизмах нужны большие передаточные числа для получения большого усилия. Однако, выигрывая в силе, такие механизмы тут же проигрывают в расстоянии, а значит, и в скорости перемещения.

Также да Винчи использовал винтовую передачу для перемещения каретки (в машине по насечке напильников, например), анкерный механизм – также в машине по насечке напильников и в других машинах. В его рисунках встречается чертеж цепной передачи (не применявшейся прежде).

Одной из проблем для механиков эпохи Ренессанса было осуществление передачи движения с одного уровня на другой. Сейчас для этого разработаны стандартные схемы при конструировании машин. А тогда подобная проблема могла озадачить инженера. Однако Леонардо легко справлялся с этим. В его конструкциях зачастую движение передается валами, на которых сидят зубчатые колеса или колеса цевочных передач, по нескольку раз.

Летательные аппараты. Грезы о полете. Орнитоптеры и самолет

Идея создать машину, которая поможет человеку подняться в воздух, буквально преследовала Леонардо всю жизнь. Много часов он наблюдал за полетом птиц, изучал их анатомию. Как механик Мастер пытался придумать механизм, которым человек должен был управлять с помощью рук и ног, приводя в движения машущие крылья. Большинство летательных механизмов Мастера – орнитоптеры, то есть машины, которые помог ли бы человеку уподобиться птице. Предполагалось, что человек поднимется в воздух, взмахивая крыльями, как большой орел.

Леонардо да Винчи. Рисунок вертикального орнитоптера. Перо, чернила. Здесь человек сидит в машине и приводит в движение педали. Механизм помещался внутри кожуха в форме шара. Это скорее фантазии на тему полета, нежели реальный чертеж машины

Леонардо построил испытательный стенд с крылом, пытаясь выяснить, как же поднять человека в воздух. Воссозданные по чертежам Леонардо модели орнитоптеров не могут летать – но они в малейших деталях воспроизводят движения птичьих крыльев.