Леонардо да Винчи. Настоящая история гения

Алферова Марианна Владимировна

Машины-автоматы и другие «рабочие» машины

Вертикальная пила

Этот проект был обнаружен в Атлантическом кодексе, где собраны основные чертежи машин и механизмов Мастера.

Неизвестно, изобрел ли да Винчи эту машину для распилки бревен или только усовершенствовал – аналогичная найдена в бумагах венецианских инженеров. Но, кто знает, может быть, эти изобретения были сделаны параллельно, как это часто случается в истории науки и техники.

Привод у машины гидравлический: вода, поступающая в специальный желоб, вращает большое колесо с черпаками. Вращательное движение передается на приводной вал и далее на механизм пилы, который преобразует движение

из вращательного в возвратно-поступательное, заставляя пилу с рамой двигаться вверх-вниз. Одновременно через еще один механизм и систему блоков машина накручивает на один из блоков веревку, которая тянет каретку с бревном. Каретка перемещается на колесах по рельсам, по мере того как бревно распиливается. При этом движение пилы и каретки синхронизовано. Таким образом, перед нами – станок-автомат для распиливания бревен вдоль.

Машина для насечки напильников

Ввек, когда не было ни по-настоящему производительного привода, ни такого термина, как производительность труда, Леонардо пытался конструировать машины-автоматы.

Пример такого автомата – машина для насечки напильников, которая упоминалась в первой главе этого раздела. Сохранился очень качественный и четкий ее рисунок, выполненный да Винчи. Так что реконструкторам почти не пришлось домысливать, как же она работала.

Во времена Леонардо уже существовали механические часы. Считается, что первые такие появились в самом начале второго тысячелетия. А в XIV веке большие города, в том числе Флоренция и Милан, непременно имели свои городские часы. Их создание намного опередило технологии своего времени. Механические часы в средневековой Европе – своего рода вещь из будущего.

Реконструкция машины для насечки напильников

Именно из часовых механизмов Леонардо заимствовал немало элементов. Так, подъем гирь в механизме часов для накопления потенциальной энергии он использовал в машине для насечки напильников. Из часового механизма перекочевал в его станок и анкерный механизм.

Приводилась в действие машина Леонардо, как и большинство механических устройств того времени, мускульной силой человека за счет вращения рукояти. Однако мастеровому совсем необязательно было все время крутить ручку – в начале работы с ее помощью поднимался груз на веревке, перекинутой через блок. Запасенная в грузе потенциальная энергия должна была приводить в действие машину. Чем выше находился блок и чем выше помещался груз, тем дольше могла работать машина, ведь потенциальная энергия напрямую зависит от высоты.

После того как груз поднимался на нужную высоту, машина начинала работать в автоматическом режиме. Груз, опускаясь, тянул за собой намотанную на вал веревку, вал вращался и приводил в движение барабан цевочной передачи, которая так часто встречается в механизмах Леонардо. Маленький барабан с деревянными пальцами приводило в движение большое колесо с колками-зубьями. Для привода молота для насечки напильника использовался анкерный механизм, его колесо крепилось на приводном валу. Вращаясь, большое колесо цевочной передачи приводило в движение винт винтовой передачи. (В некоторых описаниях его почему-то ошибочно называют червячным винтом. Дело в том, что червячная передача – самотормозящая, в движение ее может приводить только червяк, а попытка раскрутить червячную передачу за колесо приведет к ее блокировке.) На горизонтальном винте находилась каретка с закрепленным на ней напильником. При повороте винта каретка перемещалась на определенное расстояние. При этом анкерный механизм, колесо которого приводилось в движение все от того же привода, заставлял тяжелый молот через равные промежутки времени опускаться на напильник и производить насечку. Машина работала таким образом, что после нанесения удара

каретка перемещала напильник на небольшое расстояние (на определенный шаг), и каждый новый удар приходился на равном расстоянии от предыдущего.

Подивитесь, будущие студенты машиностроительных вузов, на прапрапрабабушку ваших машин.

Робот-рыцарь

Как известно, термин «робот» ввел чешский писатель Карел Чапек (хотя, справедливости ради, замечу, что придумал слово его брат, художник Йозеф Чапек).

Механический рыцарь. Вариант реконструкции, сделанной Габриэлем Николаи. В свои чертежи Леонардо намеренно добавил «лишние» механизмы, чтобы никто не разобрался в его записях

А робота, похожего на человека и способного двигаться, сконструировал Леонардо. Пока он занимался изучением анатомии, ему пришла в голову мысль создать автомат, похожий на человека. Для чего Леонардо понадобился робот? Есть версия, что Мастер придумал его для очередного праздника. Но, возможно, им попросту завладела сама идея – как часто бывало.

Робот, облаченный в доспехи, мог подражать человеку, двигая руками, поворачивая голову, открывая рот. Чертежи робота – или, скорее, его можно назвать «механическим рыцарем» – были обнаружены в бумагах Леонардо только в 1957 году. Его судьба схожа со многими другими изобретениями да Винчи – на него не обращали внимания, пока человечество не изобретало и заново открывало то, над чем в свое время раздумывал Мастер.

Найденные чертежи свидетельствуют, что все части устройства имели достаточную координацию: их взаимодействие осуществлялось с помощью механического устройства управления. Его можно было переналаживать (перепрограммировать, сказали бы мы). Это устройство находилось в «грудной клетке» робота, а ноги приводились в движение отдельно, посредством внешней рукоятки, натягивающей трос, соединенный с важнейшими звеньями в лодыжке, колене, бедре.

Механический барабан

Леонардо разработал несколько конструкций механических барабанов. Они мог ли использоваться как для праздников, так и во время боевых действий.

Как вариант, рассматривался механический барабан на колесах, его можно было устанавливать на повозке. Человек толкал повозку, та ехала, и одновременно приводилось в действие механическое устройство: приходило в движение большое колесо цевочной передачи машины, помещенное в центре. Деревянные пальцы торчали с двух сторон и заставляли вращаться соединенные с ними барабаны – сразу две штуки. На одном валу с этими барабанами находились валки с колышками. Колышки надавливали на барабанные палочки и заставляли их ударять в определенном ритме по барабану с двух сторон.

Особенность механизма – возможность менять ритм барабана с помощью перестановок колышков в отверстиях валков.

Механический вертел

Диапазон машин и механизмов, которые разрабатывает Леонардо, необыкновенно велик. Он конструирует огромные краны, военные машины и одновременно – устройства для автоматизации работы и станки. Не чуждается он придумывать и механизмы, которые облегчат труд людей на кухне.

В архивах Мастера сохранился рисунок механического вертела, который постоянно поворачивался над огнем, и мясо не подгорало. Леонардо поместил в дымоходе на вертикальном валу пропеллер. Горячий воздух, идущий вверх из печи, заставлял пропеллер вращаться. Движение с вертикального вала пропеллера с помощью цевочной передачи передавалось на горизонтальный вал и с него через ременную передачу – на сам вертел. Чем сильнее разогревалась печь, тем сильнее становился поток горячего воздуха и тем быстрее вращался вертел, предотвращая мясо от подгорания.