Projets d'avenir dans les dessins de Léonard de Vinci

2024 Auteur: Seth Attwood | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-16 16:04

Il y a des activités auxquelles on peut s'adonner sans regretter le temps passé et pour le bien de l'esprit. Par exemple, pour regarder les dessins et croquis de Léonard de Vinci - "dessins vivants" de ses idées et projets originaux, qui semblent innombrables.

Dans les dessins du maître, nous pouvons facilement reconnaître les inventions familières pour nous (et pour les gens de la Renaissance - innovantes): des skis nautiques et une combinaison de plongée au parachute et au planeur. Beaucoup de ses idées sont restées « dans le projet »: sous forme d'images sur papier de toutes sortes de mécanismes, dispositifs et bâtiments. Ces dessins sont un référentiel fiable des idées et des recherches de l'auteur. Ils vous permettent d'explorer le laboratoire créatif de da Vinci, de vous familiariser avec sa méthode de travail et de suivre le fil de la pensée, comment il a posé et résolu, étape par étape, des problèmes techniques, de construction et autres complexes.

L'histoire des découvertes et des inventions témoigne du fait que tôt ou tard des idées utiles sont évoquées et mises en pratique. Un exemple frappant de la façon dont cela se produit est le travail scientifique et technique de Léonard de Vinci. Chercheur et inventeur né, il travaille avant tout avec des idées: certaines sont générées lui-même, d'autres qu'il emprunte et développe, toujours à la recherche de leur application pratique.

Tout d'abord, Leonardo a élaboré un plan de solution: il a fait un croquis de la future structure, reflétant l'idée générale. Puis il étudia de près les détails, dessina des croquis et les commenta. Et enfin, j'ai assemblé toutes les pièces en un seul tout - une illustration à part entière prête à l'emploi. Comme l'a noté l'un des chercheurs du travail de l'artiste, nombre de ses esquisses sont des « pensées inachevées sur les méthodes et les moyens ». En effet, en étudiant ces dessins et dessins, il est parfois nécessaire de réfléchir aux détails et détails qui manquent ou volontairement omis par de Vinci. Mais certains d'entre eux sont si vérifiés et précis que même après cinq siècles leur langue est compréhensible sans mots. D'après les dessins hérités des générations futures par le brillant designer et inventeur, les artisans modernes étaient capables de fabriquer des modèles fonctionnels de divers appareils.

Voici un croquis de la tour de la forteresse (Fig. 1)

À gauche de celui-ci se trouve un schéma de l'un des détails importants du bâtiment - un escalier en colimaçon. Son design rappelle celui de la célèbre vis d'Archimède, il ne manque que les marches ! Regardez de plus près le dessin et vous découvrirez l'étonnante conception de l'architecte Léonard. Son escalier est double: d'un côté vous pouvez monter dans la tour, et de l'autre - descendre sans vous heurter ni même vous voir. Les trajectoires des deux parties de l'escalier sont des lignes en spirale non sécantes (courbes spatiales s'enroulant autour d'un support vertical - un pilier rond au centre de la structure). Chaque partie de l'escalier a sa propre entrée et sortie, et son modèle est une surface en spirale, ce qu'on appelle l'hélicoïde. Dans un véritable escalier, les marches sont en éventail autour du pilier.

Un double escalier à vis orne le château royal de Chambord en France. Sa construction a commencé en 1519, peu de temps après la mort de Léonard. Comme vous le savez, il passa les dernières années de sa vie dans ce pays, à la cour de François Ier, son mécène, et fut le premier artiste, ingénieur et architecte royal. On ne sait pas avec certitude si Léonard a participé à la conception du château grandiose. Même si ce n'est pas le cas, disent les experts, ses créateurs ont utilisé les idées de da Vinci à partir des dessins de l'artiste. Il est probable que le choix des architectes a été influencé par son croquis (Fig. 1), réalisé à la fin des années 1480. Il y a 77 escaliers à Chambord, dont plusieurs escaliers en colimaçon, mais seul celui-ci est devenu sa véritable attraction.

D'autres escaliers à double colimaçon sont également connus. Les premiers d'entre eux ont été érigés dans des cathédrales européennes aux XIVe-XVe siècles, mais ils sont inférieurs aux escaliers du château de Chambord non seulement par leur taille et leur décor, mais aussi par la simplicité et l'originalité de la conception - personne ne peut complètement isoler parties du double escalier en colimaçon les unes des autres jusqu'à ce que Léonard réussisse ou ne vienne pas à l'esprit.

En 1527, l'architecte italien Antonio da Sangallo le Jeune appliqua la même idée. Sur ordre du pape Clément VII, il a commencé la construction d'un immense château d'eau - le puits de Saint-Patrick (photo ci-dessus) - dans la ville d'Orvieto en cas de siège et de privation d'accès aux sources d'eau extérieures. Ici, l'accès à l'eau au fond du puits était assuré par deux entrées opposées, qui conduisaient à des escaliers en colimaçon autonomes: une voiture était descendue pour aller chercher l'eau, et l'autre servait à la faire monter. L'éclairage du bâtiment était naturel: la lumière pénétrait par les nombreuses fenêtres cintrées des murs de la tour.

Léonard de Vinci a également des compositions architecturales d'escaliers plus complexes. L'un d'eux est comme un labyrinthe en trois dimensions avec de nombreuses entrées et sorties. Regardez le croquis suivant (fig. 2)

Vous pouvez voir à la fois quatre escaliers extérieurs non reliés les uns aux autres, "tournant" autour d'un pilier carré massif, dans lequel, peut-être, une sorte de dispositif de levage est caché. Avec une facilité étonnante, l'artiste combine l'architecture et la géométrie de l'espace, combine des lignes et des formes et crée des images complètes et des structures autonomes.

Da Vinci a trouvé une autre utilisation intéressante de la double hélice. Il l'a utilisé dans la construction d'un appareil pour respirer sous l'eau (Fig. 3).

Il s'agit d'une version améliorée du tube respiratoire utilisé par les anciens plongeurs. L'appareil se compose d'un flotteur avec un dôme flottant de protection, d'un masque, de tuyaux respiratoires et d'une vanne qui contrôle leur fonctionnement, empêchant l'entrée d'eau. Le tuyau est composé de plusieurs tubes en roseau reliés par des inserts en matériau imperméable et à l'intérieur se trouvent des ressorts doubles - un élément élastique compact qui, d'une part, empêche le matériau de rétrécir et de perdre sa forme, et d'autre part, rend le tuyau flexible.

voir aussi l'article Photos de Léonard de Vinci

Leonardo a été l'un des premiers à utiliser une surface hélicoïdale dans la conception de l'hélice - la partie principale avec laquelle l'avion pourrait s'élever verticalement dans les airs s'il était possible de détordre correctement l'hélice, et en même temps de faire face à son instabilité pendant le levage. On parle d'un mouvement hélicoïdal complexe (rotation autour d'un axe fixe et transfert parallèle le long de celui-ci, effectué simultanément), mais déjà en rapport avec la mécanique du vol.

L'hélice de Léonard de Vinci (Fig. 4) est considérée comme le prototype du rotor principal moderne, et il est lui-même l'inventeur de l'hélicoptère, ou, comme on l'appelle en Russie, de l'hélicoptère. Soit dit en passant, le mot « hélicoptère » est lié au mot « hélicoïde » et vient des mots grecs ëλικου (spirale, vis) et πτεoóν (aile). Il n'est apparu que dans les années 1860, près de quatre siècles après la réalisation de ce dessin.

Da Vinci aurait bien pu emprunter l'idée d'un "lancement" pour sa conception à une "platine tournante volante" - un jouet de la Chine ancienne. C'était une tige avec une vis en plume d'oiseau au bout. Il était filé à la main ou à l'aide d'un fil enroulé sur une tige et libéré. La version moderne est un hélicoptère primitif "fly" (Fig. 5), il est facile de le fabriquer soi-même.

Mais la forme de l'hélice de Vinci pouvait choisir en observant la rotation de l'hélice d'Archimède (Fig. 6).

L'ingénieur Léonard, en général, a essayé plus d'une fois d'adapter cette invention ingénieuse du savant grec antique à différents mécanismes. Par exemple, je l'ai utilisé dans le cadre d'une machine hydraulique. Ou comme éléments d'une machine à mouvement perpétuel (c'était une construction de deux vis de diamètres différents: une par une, l'eau montait, et l'autre tombait au niveau initial). Mais ensuite, Léonard a abandonné cette entreprise infructueuse et a proposé une application plus intéressante et plus utile pour la vis d'Archimède.

Leonardo n'a pas considéré sa conception comme un avion, mais a étudié son fonctionnement. Il recherchait le secret du vol dans la nature, qui crée des formes optimales remplissant certaines fonctions: il a longtemps observé des "machines vivantes" - des oiseaux flottant librement dans le ciel, décrit leurs mouvements. Dans ses croquis, il y a une trajectoire d'un oiseau s'élevant vers le haut (Fig. 7), qui est une courbe hélicoïdale.

Appareils équipés d'ailes artificielles et capables de s'élever dans les airs grâce à la force musculaire d'une personne (ornithopters ou mouches) - c'est ce qui intéresse le plus Léonard (d'ailleurs, le premier à essayer de mettre en œuvre cette idée fut le habile maître Dédale, le héros de la mythologie antique). Da Vinci est revenu à plusieurs reprises pour résoudre ce problème. Sans succès. En conséquence, il a décidé de reproduire la manière la plus simple de voler des oiseaux - il a proposé un planeur planant en raison des courants d'air. En enquêtant sur le problème du vol, il s'intéressait littéralement à tout, même à une bagatelle comme le son produit par les ailes d'une mouche ! Et c'était, semble-t-il, tout Léonard - le plus grand génie de la Renaissance, "l'homme curieux le plus insatiable de tous les temps", comme l'a dit l'un de ses biographes.

L'hélice, à laquelle Léonard a donné la forme d'un hélicoïde, est mentionnée dans son célèbre traité On Flying. Selon la description, la vis doit avoir une bordure en métal et un revêtement en toile, et de longs tubes fins serviront de cadre à la toile. Et puis de Vinci ajoute: "Vous pouvez fabriquer vous-même un petit modèle de papier dont l'axe, à partir d'une fine feuille de fer, tordue avec force et qui, une fois relâchée, fait tourner la vis." Eh bien, alors réfléchissez par vous-même… À en juger par les détails de conception, la vis pouvait être tournée à l'aide de leviers fixés à l'axe. Ou un mécanisme à ressort pourrait le "démarrer". Qu'est-ce qu'un ressort ? Oui, la même hélice, en métal, capable d'accumuler et de dégager de l'énergie.

Le dessin de l'hélice est l'un des plus célèbres de la collection d'œuvres de Léonard consacrée au problème du vol. Elle a été étudiée à la fois par des amateurs et des spécialistes: scientifiques, designers, ingénieurs, inventeurs. Aucun des modèles qu'ils ont construits n'a pu décoller tout seul, sans moteur. Mais autre chose est beaucoup plus important. Le croquis de Da Vinci contenait une idée inestimable, et des siècles plus tard, d'autres inventeurs et scientifiques ont créé une véritable machine volante.

En général, Léonard a de nombreuses inventions utiles à son compte, non réclamées à son époque, oubliées pendant longtemps puis inventées à nouveau.

Détails pour les curieux

Une ligne hélicoïdale est une courbe décrite par un point se déplaçant à une vitesse constante le long de la génératrice d'un cylindre lorsqu'il tourne uniformément autour de son axe. Cette courbe coupe tous les générateurs à des angles égaux. Si sur une feuille de papier, nous traçons plusieurs lignes droites parallèles à un angle par rapport à son plus grand côté à la même distance les unes des autres, puis roulons le papier dans un cylindre, reliant les deux plus petits côtés, alors sur sa surface nous verrons un ligne hélicoïdale: la droite, si, vue de dessous, elle se tord dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, ou à gauche - si tordue dans le sens opposé.

Lorsque la rotation autour d'un axe fixe avec transfert simultané le long de celui-ci s'effectue non par un point, mais par une ligne, elle décrit une surface hélicoïdale dans l'espace. Ainsi, un segment glissant avec une extrémité le long d'une ligne hélicoïdale, et avec l'autre le long de l'axe du cylindre, décrit un hélicoïde (du grec ελικος - spirale, gyrus).

Une hélice cylindrique peut se déplacer sur elle-même. Il définit le chemin le plus court entre deux points de génératrices différentes à la surface du cylindre. L'hélicoïde a des propriétés similaires. Il glisse tout seul et a une surface minimale pour une limite extérieure donnée. Simplicité, flexibilité, dynamisme, « économie » - grâce à ces propriétés, les formes de vis sont très répandues dans la nature (rappelez-vous au moins la « double hélice » des molécules d'ADN et des plantes grimpantes) et sont largement utilisées dans la pratique, notamment en technologie (à partir d'un ressort et un tire-bouchon à une vis et une hélice de hachoir à viande).

Le rotor principal est une hélice à axe de rotation vertical - la source de la portance de l'hélicoptère. Avec son aide, le contrôle du vol et l'atterrissage de l'appareil sont effectués. L'idée d'utiliser une hélice rotative pour les vols est née dans l'Antiquité et était populaire en Europe au Moyen Âge. La conception elle-même avait des « pales » et ressemblait à une hélice.