Изобретения в области физики и механики
Первые тридцать листов сборника Леонардо да Винчи написаны весной 1508 года, и посвящены преимущественно физике и механике. Он изучал свойство воды, воздуха и света. На листах Леонардо множество чертежей. Он оперирует такими понятиями, как сила тяжести, импульс, перкуссия. На ранних рисунках изображены гигрометры для измерения влажности воздуха и гидравлические устройства для подъёма воды. Для начала Леонардо использует только естественные энергии. В гидравлических устройствах и архимедовом винте он использует принцип спирали. Вихревое движение воды использует в гражданской инженерии. Талантливый изобретатель тщательно прорабатывает свои идеи. Визуальный язык Леонардо полностью объясняет природу механических процессов и структур.
ПРЕОБРАЗОВАНИЕ НЕПРЕРЫВНОГО ДВИЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ
Пример преобразования вращательного движения в переменное, применяемое в текстильном станке. Рисунок показывает, как с помощью вращательного движения рукоятки можно равномерно наматывать нить на катушку. Такой результат получается благодаря движению шатуна, который толкает вал взад и вперед, наружу и внутрь.
ИЗМЕРИТЕЛЬ ВЕЛИЧИНЫ НАКЛОНА
Этот инструмент позволяет контролировать состояние полёта летательных аппаратов, придуманных Леонардо. Для поддержания горизонтального положения, необходимого в некоторых условиях полета, помещенный внутрь стеклянного колпака шарик должен был находится в центре инструмента. Колпак был необходим для исключения влияния ветра на шарик.
ШАРИКОВЫЕ ПОДШИПНИКИ
Данный механизм является прародителем шарикового подшипника, применяемого в современной промышленности для уменьшения трения. Система состоит из восьми шариков, разделенных восемью катушками. В то время как шарики свободно могут вращаться в любом направлении, каждая катушка может вращаться только вокруг своей оси.
ШНЕК ИЛИ АРХИМЕДОВ ВИНТ
Этот механизм используется для подъема воды и может использоваться для обеспечения водой населенных пунктов, для осушения болот, для фонтанов и водных аттракционов. Шнековый механизм состоит из трубы, намотанной на цилиндр, приводимой в движение рукояткой, которая заставляет крутиться цилиндр вокруг свой оси. Леонардо совершенствует механизм, изучая соотношение между наклоном вращательной оси и количеством спиралей, пытаясь таким образом увеличить потенциал его автоматизации.
ГИГРОМЕТР
Этот инструмент был придуман Леонардо для измерения погодных условий. Принцип его работы похож на работу весов. На чашах весов с одной стороны находится материал, способный впитывать влагу (губка, вата), а с другой — воск, который не впитывает влагу. В сырую погоду вата, впитывая влагу, тяжелеет и смещает чашу весов.
ШАРИКОВЫЙ ПОДШИПНИК ДЛЯ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ОСИ
Этот подшипник служит для уменьшения трения вертикально расположенной силы, например трансмиссионного… вала, и поэтому может применяться в разных механических инструментах. Леонардо уточняет, что шариков должно быть три. Если бы их было четыре, они бы тёрлись между собой и располагались бы далеко от вала.
МЕХАНИЗМ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕСА
Речь идет о системе из веревок и блоков, механизм работы которых анализирует Леонардо, наблюдая, как серия из 33 «блоков или роликов» удерживает тяжелый брусок весом в 33 фунта. Для стабилизации бруска достаточно одного противовеса, весом в один фунт.
СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОЙ БЛОКИРОВКИ
Зубчатое колесо является элементом, применяемым в большинстве машин, и зачастую требует наличия предохранительного устройства. Данное устройство должно препятствовать вращению в направлении, противоположном рабочему направлению. Стопорному зубцу, призванному блокировать движение колеса в обратном направлении, Леонардо дал имя «слуга». Позицию и наклон этого служебного элемента можно варьировать, равно как и профиль зубцов, на которые он воздействует. Служебный элемент закреплен болтами на краю, чтобы не допускать движения в противоположном направлении.
ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ВЕТРА (АНЕМОМЕТР)
Этот инструмент использовался для определения скорости ветра и воды. Он состоял из двух конических отверстий, расположенных перед колесом с лопастями на оси, на которое наматывается веревка с весом, указывающим силу ветра. Двойное отверстие служит для контроля эффективности измерения: соотношение между двумя весами должно быть одинаковым соотношению площадей базы.
МАХОВИК (ВОЛАН)
В своих рисунках Леонардо называет волан «увеличивающимся колесом», подчеркивая при этом основную характеристику этого механизма, который, при значительном начальном усилий, в момент достижения вращательного режима позволяет снизить степень усилия на ось, обеспечив при этом большую стабилизацию движения. Четыре сферических шара поднимутся вверх благодаря центробежной силе, в конечном итоге цепи натянутся и примут горизонтальное положение. Когда будет достигнута максимальная скорость вращения, шары и рукоять будут вращаться с постоянной скоростью. Маховик должен был поддерживать скорость вращения и сокращать усилия для её сохранения.
ОРНИТОПТЕР
В этом летательном аппарате крылья распределены парами и работают посредством переменного движения. Аппарат предусматривает вертикальное положение пилота, находящегося в центре сложного трансмиссионного механизма, созданного для максимального использования мускульной силы пилота. С помощью данного механизма машина использует не только силу движения.
ЗЕРКАЛЬНАЯ КОМНАТА
Это изобретение входит в длинный ряд исследований, которые проводил Леонардо в области оптики. Он действительно проводит много экспериментов со светом и тенями, Изучает взаимодействие света и объектов, анализирует визуальный процесс, анатомию глаза и оптические иллюзии. Посредством этого механизма Леонардо углубленно изучает секреты многостороннего отражения: в центре камеры с 8 зеркальными стенами можно наблюдать находящийся посреди нее предмет со всех его сторон, при этом оставаясь на одном месте.
ЦЕПЬ (ТРАНСМИССИОННАЯ ПЕРЕДАЧА)
Система позволяет соединить между собой две зубчатых колеса, расположенных отдельно на одной линии. Это достаточно гибкая система обеспечивает большую степень сопротивления и эффективности и в силу своей простоты применяется до сегодняшнего времени без каких-либо существенных изменений.
ИЗМЕРИТЕЛЬ ПЕРСПЕКТИВЫ
Устройство для репродукции объектов и людей (в этом случае кованая сфера, представляющая собой вселенную согласно системе Птолемея). Этот новый инструмент позволяет фиксировать положение глаза, рисовать прямо на стекле, после чего переносить рисунок на бумагу, а потом уже, посредством техники «спольверо», прямо на поверхность, предназначенной для рисования.
