อัจฉริยะของเลโอนาร์โด ดา วินชี กลไก อากาศยาน

ภาพเหมือนตนเอง 1512.

Leonardo da Vinci (1452-1519) - หนึ่งในไททันแห่งยุคฟื้นฟูศิลปวิทยา จิตรกรชาวอิตาลี ประติมากร สถาปนิก นักวิทยาศาสตร์ และวิศวกร นักวิทยาศาสตร์เชิงทดลองผู้ไม่รู้จักเหน็ดเหนื่อยและศิลปินที่เก่งกาจ เลโอนาร์โด ดาวินชียังคงอยู่ในประวัติศาสตร์ในฐานะสัญลักษณ์ของยุคที่ "ต้องการไททันและ... ให้กำเนิดไททันด้วยความแข็งแกร่งทางความคิด ความหลงใหล และอุปนิสัย ในด้านความเก่งกาจและการเรียนรู้"

การบินประดิษฐ์เป็นปัญหาที่ครอบงำจินตนาการของ Leonardo อย่างต่อเนื่อง: เขาทำงานเกี่ยวกับวิธีแก้ปัญหานี้มาประมาณยี่สิบห้าปี เขาเข้าใกล้มันในขณะที่เขาทำงานอื่น ๆ ของเขาโดยมีกฎเกณฑ์บางอย่างซึ่งดูเหมือนเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับทุกสิ่งที่เขาทำ: “ แม้ว่าความเฉลียวฉลาดของมนุษย์สามารถประดิษฐ์สิ่งต่าง ๆ ได้มากมาย ... แต่มันจะไม่มีวันสร้างวัตถุที่สวยงามไปกว่านี้อีกแล้ว เรียบง่ายและถูกต้องในสิ่งที่ธรรมชาติสร้างขึ้น เพราะในสิ่งประดิษฐ์ของเธอ ไม่มีอะไรฟุ่มเฟือย ไม่มีอะไรขาด (ไม่มีอะไรเพิ่มได้ ไม่มีอะไรสามารถเอาไปได้)” น่าเสียดายสำหรับ Leonardo ความลับของแรงผลักดันยังคงถูกซ่อนไว้จากเขาตลอดไป ดังนั้นความพยายามอย่างอุตสาหะของเขาในการเลียนแบบการบินของนกจึงสูญเปล่า เขาเน้นไปที่การออกแบบเครื่องจักรเป็นหลัก บางครั้งความหลงใหลในความคิดของเขาทำให้เขาสุดขั้ว เช่น เขาวาดการออกแบบเครื่องจักรที่มีคันเหยียบและตัวเครื่องทรงกลม (ด้านล่างซ้าย) อย่างไรก็ตาม การออกแบบบางส่วนของเขาก็ยอดเยี่ยมมาก ไม่ต้องสงสัยเลยว่าร่มชูชีพเสี้ยมประสบความสำเร็จอย่างมากและอาจเป็นไปได้ว่า Leonardo เป็นคนแรกที่คิดค้นมันขึ้นมา
ในช่วงปีสุดท้ายของชีวิตเขาวาดภาพเพียงเล็กน้อย แต่มีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในกิจกรรมด้านอื่น ๆ โดยอุทิศตนให้กับการทดลองทางวิทยาศาสตร์และการสังเกตธรรมชาติอย่างถี่ถ้วน สมุดบันทึกและภาพวาดของเขาจำนวนมาก ซึ่งบางส่วนถูกเก็บไว้ในหอสมุดหลวงแห่งวินด์เซอร์ เป็นเครื่องยืนยันถึงจิตใจการวิจัยอันเป็นเอกลักษณ์และสติปัญญาอันยอดเยี่ยมของเขา เลโอนาร์โดไม่ใช่นักวิชาการด้านมนุษยนิยมและดูเหมือนจะไม่ค่อยสนใจวรรณกรรมและวัฒนธรรมคลาสสิกมากนัก ด้วยเหตุนี้ เขาจึงไม่ใช่นักมนุษยนิยมทั่วไป แต่เขาได้รับชื่อเสียงมหาศาลในช่วงชีวิตของเขา และพิสูจน์ให้เห็นได้อย่างชัดเจนว่าศิลปินเป็นนักคิดและไม่ใช่ช่างฝีมือ

ต่อไปคุณจะได้ทำความคุ้นเคยกับภาพวาด (และแสดงความคิดเห็น) ของ Leonardo da Vinci ผู้เก่งกาจ
เลโอนาร์โด ดาวินชีเชื่อมั่นว่า "บุคคลที่เอาชนะแรงต้านอากาศด้วยปีกเทียมขนาดใหญ่สามารถลอยขึ้นไปในอากาศได้"
ด้วยความเชื่อมั่นว่าเขาพูดถูก เขาจึงเริ่มพัฒนาอุปกรณ์ที่ขับเคลื่อนด้วยพลังของกล้ามเนื้อของคนเท่านั้น และปล่อยให้เขาบินไปในอากาศได้เหมือนนก มีภาพวาด "ornitotteri" มากมายที่ Leonardo ประดิษฐ์ขึ้น บางภาพเป็นภาพคนนอนราบซึ่งกำลังจะบินขึ้นด้วยความช่วยเหลือของกลไกที่ติดอยู่กับปีก ส่วนส่วนอื่นๆ ถูกขับเคลื่อนไปข้างหน้าด้วยระบบสกรูและรอกที่ทันสมัยกว่า นอกจากนี้ยังมีภาพวาดของชายคนหนึ่งที่วางอยู่ในแนวตั้งในเรือบิน บนคันเหยียบที่เขากดด้วยมือและเท้า

ในการออกแบบปีก "ออร์นิตเตรี" เลโอนาร์โดได้ศึกษากายวิภาคของปีกนก โดยคำนึงถึงการทำงานและการกระจายตัวของขน ขณะสังเกตการบินของนก นักวิทยาศาสตร์สังเกตเห็นว่ามันกระพือปีกแตกต่างออกไปเมื่อลอยอยู่ในอากาศ บินไปข้างหน้า หรือลงจอด เขายังสนใจปีกที่เป็นพังผืดของค้างคาวด้วย จากการสังเกตเหล่านี้ เลโอนาร์โดได้ออกแบบปีกขนาดใหญ่ที่ออกแบบมาไม่เพียงแต่เพื่อยกบุคคลขึ้นไปในอากาศ แต่ยังเพื่อให้เขาบินได้ด้วยปีกและบานพับ เขาตั้งใจที่จะเลียนแบบการแสดงผาดโผนทางอากาศของนก ความสามารถในการอนุรักษ์พลังงานในการบินและลงจอดได้อย่างแม่นยำ จนถึงสิ้นศตวรรษที่ 15 เลโอนาร์โดเชื่อมั่นว่าเขาสามารถดำเนินโครงการการบินด้วยกลไกได้ อย่างไรก็ตาม เขากังวลว่าความสามารถของกล้ามเนื้อมนุษย์มีจำกัด ดังนั้นเขาจึงจะใช้กลไกธนูแทนพลังงานของกล้ามเนื้อซึ่งจะช่วยให้เคลื่อนที่ไปข้างหน้าได้ อย่างไรก็ตาม หัวเรือไม่ได้แก้ปัญหาความเป็นอิสระในการบินที่เกิดขึ้นเมื่อสปริงคลี่คลายอย่างรวดเร็ว

ตั้งแต่ปี 1503 ถึง 1506 Leonardo กำลังยุ่งอยู่กับการค้นคว้าในทัสคานี สภาพบรรยากาศการมีอยู่หรือไม่มีลมและปรากฏการณ์ทางอุตุนิยมวิทยาและอากาศพลศาสตร์ที่สอดคล้องกันทำให้เขาต้องละทิ้งแนวคิดเก่า ๆ ของเขาเกี่ยวกับ "เครื่องมือ" ที่มีพื้นฐานมาจากการกระพือปีกและรับรู้ถึง "การบินโดยไม่มีการเคลื่อนไหวของปีก ”

เมื่อสังเกตว่านกขนาดใหญ่ยอมให้กระแสลมพัดพาพวกมันขึ้นไปในอากาศได้อย่างไร เลโอนาร์โดจึงคิดที่จะเตรียมบุคคลที่มีปีกประกอบขนาดใหญ่ซึ่งจะทำให้เขาสามารถเข้าสู่กระแสลมที่เหมาะสมได้ด้วยความช่วยเหลือของการเคลื่อนไหวร่างกายที่เรียบง่ายและโดยไม่ต้องใช้ความพยายามมากนัก . คนจะลอยอย่างอิสระจนล้มลงกับพื้นเหมือนใบไม้แห้ง

การวิจัยอย่างเป็นระบบที่ดำเนินการโดย Leonardo เมื่อต้นศตวรรษที่ 16 ทำให้เขาจำเป็นต้องศึกษา "คุณภาพและความหนาแน่นของอากาศ" เพื่อจุดประสงค์นี้ เขาได้ออกแบบเครื่องมือไฮโดรสโคปิก เลโอนาร์โดเน้นย้ำว่ากฎของอากาศพลศาสตร์นั้นคล้ายคลึงกับกฎของอุทกสถิตศาสตร์ กล่าวคือ ศาสตร์แห่งน้ำเป็นภาพสะท้อนของศาสตร์แห่งลม” ซึ่ง (ศาสตร์แห่งลม) เราจะแสดงให้เห็นผ่านการเคลื่อนที่ของน้ำและวิทยาศาสตร์ที่สำคัญนี้ จะเป็นก้าวต่อไปในการทำความเข้าใจการบินของนกในอากาศ”

ออนิฮอปเตอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยสปริง ด้วยความเชื่อมั่นว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะควบคุมอุปกรณ์ดังกล่าวโดยใช้เพียงพลังกล้ามเนื้อของมนุษย์เท่านั้น เลโอนาร์โดจึงเสนอวิธีแก้ปัญหาทางเลือกอื่น ตัวอย่างเช่น เขาออกแบบอุปกรณ์ที่มีอุปกรณ์สตาร์ทสปริงซึ่งจะถ่ายโอนพลังงานไปยังปีกของ “ออร์นิตเตโร” (ในกรณีนี้คือแนวตั้ง) ในขณะที่สปริงยืดตรง ในงานโดยละเอียดทางด้านซ้าย เลโอนาร์โดบรรยายถึงอุปกรณ์ที่คล้ายกับอุปกรณ์ที่เขาใช้ใน "รถยนต์" ของเขาและในกลไกนาฬิกาบางอัน ตามทฤษฎีแล้วระบบนี้ล้ำหน้ามากจนได้รับชื่อว่า "เครื่องบินของลีโอนาร์โด" ในทางปฏิบัติ กลับกลายเป็นว่าไม่สมบูรณ์เนื่องจากจำเป็นต้องคลายสปริงอย่างรวดเร็วและความยากลำบากในการกรอกลับในระหว่างการบิน

สืบเชื้อสายมาสู่พื้นดินด้วย “ใบไม้แห้ง”
บุคคลจะหันไปทางขวาถ้าเขางอแขนขวาและยื่นไปทางซ้าย โดยการเปลี่ยนการเคลื่อนไหวเหล่านี้ เขาจะเลี้ยวจากขวาไปซ้าย”

ความฝันที่กล้าหาญที่สุดของ Leonardo นักประดิษฐ์คือการบินของมนุษย์อย่างไม่ต้องสงสัย

หนึ่งในภาพร่างแรก ๆ (และโด่งดังที่สุด) ในหัวข้อนี้คือไดอะแกรมของอุปกรณ์ที่ในยุคของเราถือเป็นต้นแบบของเฮลิคอปเตอร์ เลโอนาร์โดเสนอให้ทำใบพัดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 เมตรจากผ้าลินินบาง ๆ ที่แช่ในแป้ง มันต้องขับเคลื่อนโดยคนสี่คนหมุนคันโยกเป็นวงกลม ผู้เชี่ยวชาญสมัยใหม่ยืนยันว่าความแข็งแกร่งของกล้ามเนื้อของคนสี่คนไม่เพียงพอที่จะยกอุปกรณ์นี้ขึ้นไปในอากาศ (โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากแม้ว่าจะยกขึ้น โครงสร้างนี้จะเริ่มหมุนรอบแกนของมัน) อย่างไรก็ตาม หากตัวอย่างเช่น สปริงอันทรงพลัง ใช้เป็น "เครื่องยนต์" เช่น "เฮลิคอปเตอร์" จะสามารถบินได้ - แม้ว่าจะเป็นเพียงระยะสั้นก็ตาม

ในไม่ช้า เลโอนาร์โดก็หมดความสนใจในเครื่องบินที่ขับเคลื่อนด้วยใบพัดและหันความสนใจไปที่กลไกการบินซึ่งทำงานอย่างประสบความสำเร็จมาหลายล้านปี นั่นก็คือ ปีกนก เลโอนาร์โด ดาวินชี เชื่อมั่นว่า “คนที่เอาชนะแรงต้านอากาศด้วยปีกเทียมขนาดใหญ่ จะสามารถลอยขึ้นไปในอากาศได้” ด้วยความเชื่อมั่นว่าเขาพูดถูก เขาจึงเริ่มพัฒนาอุปกรณ์ที่ขับเคลื่อนด้วยพลังของกล้ามเนื้อของคนเท่านั้น และปล่อยให้เขาบินไปในอากาศได้เหมือนนก มีภาพวาดเครื่องบินดังกล่าวมากมายที่เลโอนาร์โดคิดค้น บางภาพเป็นภาพคนนอนราบซึ่งกำลังจะบินขึ้นด้วยความช่วยเหลือของกลไกที่ติดอยู่กับปีก ส่วนส่วนอื่นๆ ถูกขับเคลื่อนไปข้างหน้าด้วยระบบสกรูและรอกที่ทันสมัยกว่า นอกจากนี้ยังมีภาพวาดของชายคนหนึ่งที่วางอยู่ในแนวตั้งในเรือบิน บนคันเหยียบที่เขากดด้วยมือและเท้า

เลโอนาร์โดศึกษาและอธิบายการบินของนกด้วยความแม่นยำอย่างน่าทึ่ง เขารู้ว่าความกดอากาศบนพื้นผิวด้านล่างของปีกทำให้เกิดแรงที่ปัจจุบันเรียกว่าแรงยก เขาตรวจสอบกายวิภาคของอวัยวะในการบิน แรงต้านอากาศ และบทบาทไดนามิกของจุดศูนย์ถ่วงในการขับเคลื่อน เขากำหนดแผนการวิจัยในลักษณะนี้: “หากคุณต้องการพูดคุยเกี่ยวกับสิ่งเหล่านี้ คุณต้องกำหนดลักษณะของแรงต้านอากาศก่อน ในครั้งที่สอง - โครงสร้างของนกและขนนก; ในประการที่สาม - การกระทำของขนนกนี้ระหว่างการเคลื่อนไหวต่างๆ ประการที่สี่ บทบาทของปีกและหาง” นี่เป็นวิธีการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ที่มีสติซึ่งเป็นข้อดีหลักของเลโอนาร์โด

หลังจากศึกษาการบินของนกอย่างระมัดระวังและยาวนาน ซึ่งเขาเริ่มต้นในขณะที่ยังอยู่ในมิลาน เลโอนาร์โดได้ออกแบบและอาจสร้างเครื่องบินรุ่นแรกในปี 1490 โมเดลนี้มีปีกเหมือนค้างคาว และด้วยความช่วยเหลือ บุคคลจึงต้องบินโดยใช้ความพยายามของกล้ามเนื้อแขนและขา ตอนนี้เรารู้แล้วว่าในสูตรนี้ปัญหาไม่สามารถแก้ไขได้ เนื่องจากพลังงานกล้ามเนื้อของมนุษย์ไม่เพียงพอสำหรับการบิน

ไม่ว่าเลโอนาร์โดจะเข้าใจสิ่งนี้หรือไม่ก็ตาม เมื่อสิบห้าปีต่อมา ขณะอยู่ที่ไฟย์โซล เขาได้ศึกษาการบินอีกครั้ง เขาคิดเกี่ยวกับการบินด้วยความช่วยเหลือจากลมอยู่แล้ว นั่นคือการบินทะยาน โดยสังเกตอย่างถูกต้องว่าในเรื่องนี้ ต้องใช้ความพยายามน้อยลงเพื่อรักษาและก้าวหน้าในอากาศ เขาได้พัฒนาการออกแบบเครื่องร่อนที่ติดอยู่ที่หลังของบุคคลเพื่อให้เครื่องทรงตัวในการบินได้ ส่วนหลักที่กว้างที่สุดของปีกนั้นไม่ขยับเขยื้อน แต่ปลายของปีกสามารถโค้งงอได้โดยใช้สายเคเบิลและเปลี่ยนทิศทางการบิน

ภาพวาดของอุปกรณ์ซึ่งเลโอนาร์โดอธิบายเองดังต่อไปนี้กลายเป็นคำทำนาย: “ หากคุณมีผ้าลินินเพียงพอที่เย็บเป็นปิรามิดที่มีฐาน 12 หลา (ประมาณ 7 ม. 20 ซม.) คุณสามารถกระโดดจากอะไรก็ได้ ความสูงโดยไม่เป็นอันตรายต่อร่างกายของคุณ”

ปรมาจารย์ได้บันทึกเสียงนี้ระหว่างปี 1483 ถึง 1486 หลายศตวรรษต่อมาอุปกรณ์ดังกล่าวถูกเรียกว่า "ร่มชูชีพ" (จากภาษากรีกพารา - "ต่อต้าน" และ "ราง" ของฝรั่งเศส - ตก) การลงร่มครั้งแรกเกิดขึ้นโดยชาวฝรั่งเศส - วิศวกร Veranzio (จากหลังคาหอคอยสูงในปี 1617) และนักบอลลูน Garneran (จากบอลลูนลมร้อนในปี 1797) ความคิดของเลโอนาร์โดได้รับการสรุปอย่างสมเหตุสมผลโดยนักประดิษฐ์ชาวรัสเซีย Kotelnikov เท่านั้นซึ่งในปี 1911 ได้สร้างร่มชูชีพแบบสะพายหลังตัวแรกที่ติดอยู่ที่หลังของนักบิน

เครื่องบินตามภาพวาดของ Leonardo da Vinci ในยุคของเรา:

เครื่องบินของ Leonardo da Vinci ในเกม:

ผู้คนใฝ่ฝันที่จะลอยขึ้นไปในอากาศและบินไปที่นั่นเหมือนนกมาตั้งแต่สมัยโบราณ การสังเกตนกบ่งชี้ว่ามนุษย์จำเป็นต้องมีปีกจึงจะบินได้ ตำนานกรีกโบราณของอิคารัสและเดดาลัสเล่าว่าเครื่องบินลำแรกที่สร้างขึ้นเองถูกสร้างขึ้นได้อย่างไร โดยมีปีกที่ทำจากขนนกยึดติดกันด้วยขี้ผึ้ง ตามวีรบุรุษในตำนาน ผู้กล้าบ้าระห่ำจำนวนมากได้พัฒนาการออกแบบปีกของตัวเอง แต่ความฝันของพวกเขาที่จะขึ้นไปบนท้องฟ้านั้นไม่เป็นจริง

ขั้นตอนต่อไปในความพยายามที่จะประดิษฐ์เครื่องบินที่ใช้งานได้คือการใช้ปีกที่เคลื่อนที่ได้ พวกมันเคลื่อนไหวได้ด้วยกำลังของขาหรือแขน แต่ทำได้เพียงตบมือและไม่สามารถยกโครงสร้างทั้งหมดขึ้นสู่ท้องฟ้าได้

Leonardo da Vinci ก็ไม่ได้ยืนเคียงข้างเช่นกัน เป็นที่ทราบกันดีว่าการพัฒนาเครื่องบินที่มีปีกที่ขยับได้ซึ่งขับเคลื่อนด้วยพลังของกล้ามเนื้อมนุษย์ของเลโอนาร์โด เครื่องบินลำแรกซึ่งออกแบบโดยนักวิทยาศาสตร์และนักประดิษฐ์ชาวอิตาลีผู้เก่งกาจถือเป็นต้นแบบของเฮลิคอปเตอร์ เลโอนาร์โดวาดแผนผังของอุปกรณ์ที่ติดตั้งใบพัดขนาดใหญ่ที่ทำจากวัสดุผ้าลินินชุบแป้งซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 เมตร

ตามแผนของนักออกแบบ ชายสี่คนต้องหมุนคันโยกพิเศษเป็นวงกลม นักวิทยาศาสตร์สมัยใหม่กล่าวว่าเพื่อให้โครงสร้างนี้เคลื่อนไหวได้ ความแข็งแรงของกล้ามเนื้อของคนสี่คนยังไม่เพียงพอ แต่ถ้าเลโอนาร์โด ดา วินชีใช้สปริงอันทรงพลังเป็นตัวกระตุ้น เครื่องบินของเขาก็สามารถบินได้ในระยะสั้นแต่ได้จริง ดาวินชีไม่ได้หยุดพัฒนาการออกแบบการบิน เขาออกแบบอุปกรณ์ที่สามารถลอยได้โดยอาศัยความช่วยเหลือ และในช่วงทศวรรษที่ 1480 เขาได้วาดภาพอุปกรณ์ "สำหรับการกระโดดจากที่สูงทุกระดับโดยไม่ทำอันตรายต่อบุคคล" อุปกรณ์ที่แสดงในภาพแตกต่างจากร่มชูชีพสมัยใหม่เล็กน้อย

ไม่ว่ามันจะฟังดูน่าประหลาดใจแค่ไหน แต่เครื่องบินลำแรกที่บินขึ้นสู่ท้องฟ้าก็ไร้ปีก ในตอนท้ายของศตวรรษที่ 18 พี่น้องมงกอลฟีเยร์ ชาวฝรั่งเศส Jacques Etienne และ Joseph Michel ได้ประดิษฐ์บอลลูนลมร้อนขนาดใหญ่ เครื่องบินลำนี้เต็มไปด้วยอากาศอุ่น สามารถบรรทุกสินค้าหรือคนได้ Jean-François Pilatre de Rozier เพื่อนร่วมชาติของนักประดิษฐ์ขึ้นสู่ท้องฟ้าด้วยบอลลูนลมร้อน และหนึ่งเดือนต่อมาเขาได้บินฟรีครั้งแรกด้วยบอลลูนร่วมกับ Marquis d'Arland เรื่องนี้เกิดขึ้นในปี พ.ศ. 2326

ด้วยแรงผลักดันของสายลม ผู้คนจึงเริ่มคิดถึงเที่ยวบินที่มีการควบคุม ในปี 1784 เพียงหนึ่งปีหลังจากการบินด้วยบอลลูนครั้งแรก นักคณิตศาสตร์ นักประดิษฐ์ และวิศวกรทหาร Jacques Meunier ได้นำเสนอการออกแบบเรือเหาะ (คำนี้แปลว่า "ควบคุมได้" ในภาษาฝรั่งเศส) เขาคิดค้นรูปทรงที่ยาวและเพรียวบางสำหรับเรือเหาะ วิธีการติดเรือกอนโดลาเข้ากับบอลลูน และบอลลูนภายในเปลือกหอยเพื่อชดเชยก๊าซรั่ว และที่สำคัญที่สุด เครื่องบินของ Meunier ติดตั้งใบพัดซึ่งเมื่อหมุนแล้วควรจะดันโครงสร้างไปข้างหน้า

แต่ในสมัยนั้นยังไม่มีการประดิษฐ์ใบพัดที่เหมาะสมขึ้นมา

ไม่ว่าในกรณีใด ต้องขอบคุณการพัฒนาของนักวิทยาศาสตร์ในช่วงหลายศตวรรษที่ผ่านมาและเครื่องบินทำเองของพวกเขาที่ทำให้การพัฒนาและการเกิดขึ้นของเครื่องบินที่รวดเร็ว กว้างขวาง และเชื่อถือได้เกิดขึ้นได้

“จงดูปีกที่ฟาดอากาศ พยุงนกอินทรีย์หนักไว้ในที่สูงที่สุดใกล้ธาตุไฟ มองดูอากาศที่เคลื่อนตัวอยู่เหนือทะเล ซึ่งฟาดใบเรือที่พองตัวแล้วทำให้บรรทุกของได้ เรือวิ่งหนัก; บนพื้นฐานที่มีน้ำหนักและเชื่อถือได้เพียงพอเหล่านี้ คุณจะสามารถเข้าใจได้ว่าบุคคลสามารถเอาชนะการต้านทานของอากาศโดยรอบด้วยปีกขนาดใหญ่เทียมของเขาได้อย่างไร และสามารถลุกขึ้นมาในนั้นได้อย่างไร”

-- ซี.เอ. 381 v.a. จากงานเขียนของเลโอนาร์โด ดา วินชี เรื่องการบิน

เลโอนาร์โด ดาวินชี เกิดในกลางศตวรรษที่ 15 เขาเป็นตัวอย่างที่สดใสของ “มนุษย์สากล” ในช่วงชีวิตของเขา เขามีความเป็นเลิศในด้านจิตรกรรม ประติมากรรม ดนตรี คณิตศาสตร์ กายวิภาคศาสตร์ วิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และสถาปัตยกรรม เขาเป็นผู้เขียนสิ่งประดิษฐ์และโครงการมากมาย

เลโอนาร์โด ดาวินชี เชื่อมั่นว่า “คนที่เอาชนะแรงต้านอากาศด้วยปีกเทียมขนาดใหญ่ จะสามารถลอยขึ้นไปในอากาศได้” ด้วยมั่นใจว่าเขาพูดถูก เลโอนาร์โดจึงคิดอุปกรณ์ที่ช่วยให้บุคคลสามารถทะยานขึ้นไปในอากาศได้เหมือนนก โดยกระพือปีกกลขนาดใหญ่ที่ขับเคลื่อนด้วยพลังของกล้ามเนื้อเท่านั้น

ในการออกแบบปีกของออร์นิฮอปเตอร์ เลโอนาร์โดได้ศึกษารายละเอียดเกี่ยวกับกายวิภาคของปีกนก เมื่อดูการบินของนก นักวิทยาศาสตร์สังเกตเห็นว่ามันกระพือปีกด้วยวิธีต่างๆ เสมอ เช่น ลอยอยู่ในอากาศ บินจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง หรือลงจอด การศึกษากลไกการบินของนกอย่างละเอียดทำให้เลโอนาร์โด ดาวินชีเกิดแนวคิดที่ถูกต้องว่าแรงขับหลักนั้นสร้างจากส่วนปลายของปีก

Leonardo da Vinci ทำงานในรายละเอียดที่เล็กที่สุดหลายโครงการ (1485-1497) ของ ornithopters ประเภทต่างๆ: ด้วยนักบินขี้เกียจ, ornithopter-boat, กับนักบินแนวตั้ง ฯลฯ เมื่อพัฒนาเครื่องบินเหล่านี้นักวิทยาศาสตร์โบราณได้หยิบยก แนวคิดการออกแบบอันน่าทึ่งจำนวนหนึ่งซึ่งปัจจุบันใช้ในการก่อสร้างเครื่องบินสมัยใหม่ ได้แก่ ลำตัวทรงเรือ ส่วนหางที่หมุนได้ และอุปกรณ์ลงจอดแบบพับเก็บได้

ต้องการเพิ่มพลังการกระพือปีก Leonardo da Vinci เชื่อว่านอกจากความแข็งแกร่งของแขนแล้วยังจำเป็นต้องใช้ความแข็งแกร่งของขามนุษย์อีกด้วย การพัฒนาของเขายังรวมถึงโครงการสำหรับออร์นิฮอปเตอร์ ซึ่งใช้ธนูที่ดึงออกมาเป็นแหล่งพลังงาน

ที่น่าสนใจคือแนวคิดในการสร้างสรรค์ ออนิโธปเทราลีโอนาร์ด ดาวินชี ได้รับ... แมลงปอธรรมดา

คำแนะนำการประกอบขนาดเล็ก:

(ผมแปลมาจากภาษาเช็กซึ่งผมเองก็ไม่เก่งเหมือนกันครับ อาจมีคำผิดเพี้ยนไปบ้างโปรดใช้วิจารณญาณนะครับ)

โมเดลออร์นิฮอปเตอร์ประกอบง่าย แต่ต้องได้รับการดูแลเอาใจใส่และมีสมาธิ

ทุกส่วนของแบบจำลองจะต้องถูกตัดออกอย่างระมัดระวัง นอกจาก กรรไกรและ กาวเพื่อสร้างชิ้นส่วนที่ติดกาวแล้วคุณอาจต้อง: แหนบ มีดทื่อ ดินสอ เทป.

เสริม (กาว) ชิ้นส่วนที่มีเครื่องหมายสีแดงด้วยกระดาษแข็งเพื่อความแข็งแรง

สถานที่ที่จำเป็นต้องติดกาวสเปเซอร์ไว้ที่ปีกจะมีจุดสีดำระบุ

ตัวเลขที่ระบุในวงกลมจะใช้ตามลำดับการทำงานของคุณ เช่น โดยประกอบชิ้นส่วนปีกที่มีหมายเลข 1 และ 2 ก่อน จากนั้นจึงประกอบชิ้นส่วนที่ 3 และ 4 ตามมาเรื่อยๆ หลังจากการอบแห้ง บางส่วนโดยเฉพาะปีก จะต้องโค้งมนเล็กน้อย (เช่น บนขอบโต๊ะ)

เมื่อเชื่อมชิ้นส่วนต่างๆ ความไม่สมบูรณ์ของสีสามารถกำจัดได้โดยใช้สีน้ำโดยการทาสีข้อต่อด้วยโทนสีที่เหมาะสม

โมเดล ornithopter ที่เสร็จแล้วสามารถแขวนไว้บนด้ายหรือวางบนโต๊ะพร้อมขาตั้ง - ตัดสินใจด้วยตัวเอง

หากคุณตัดสินใจที่จะแขวนมัน ให้เจาะสองรูบนปีกด้วยเข็มแหลมคม แล้ววางที่ยึดอันที่สามไว้ที่ส่วนด้านหลัง (หาง) ของออร์นิฮอปเตอร์ สถานที่เหล่านี้ระบุด้วยเส้นสีน้ำเงิน ดูรูป

เพื่อให้เครื่องบินยืนบนโต๊ะได้จำเป็นต้องประกอบขาตั้งในรูปทรงกระบอก - ชิ้นส่วน 28-30 ตามแนวของส่วนล่าง 29 วางและยึดลวดด้วยเทป (เช่น คลิปหนีบกระดาษ) เพื่อให้โมเดลยืนได้อย่างมั่นใจ จะต้องชั่งน้ำหนักขาตั้ง โดยวางน้ำหนัก - น็อตขนาดใหญ่ - ไว้ที่ด้านล่างของขาตั้ง

เมื่อสิ้นสุดงานอย่าลืมติดป้าย “Ornitoptéra” ไว้ที่ขาตั้ง เลโอนาร์โด ดา วินชี” ตอนที่ 31-32

อากาศยาน

เลโอนาร์โด ดา วินชี เชื่อมั่นว่า "บุคคลที่เอาชนะแรงต้านอากาศด้วยปีกเทียมขนาดใหญ่สามารถลอยขึ้นไปในอากาศได้"

ด้วยความเชื่อมั่นว่าเขาพูดถูก เขาจึงเริ่มพัฒนาอุปกรณ์ที่ขับเคลื่อนด้วยพลังของกล้ามเนื้อของคนเท่านั้น และปล่อยให้เขาบินไปในอากาศได้เหมือนนก มีภาพวาดมากมายของ "ornitotteri" ที่ประดิษฐ์โดย Leonardo บางภาพเป็นภาพคนนอนราบซึ่งกำลังจะบินขึ้นด้วยความช่วยเหลือของกลไกที่ติดอยู่กับปีก บางส่วนถูกขับเคลื่อนไปข้างหน้าด้วยระบบสกรูและรอกขั้นสูง นอกจากนี้ยังมีภาพวาดของชายคนหนึ่งที่วางอยู่ในแนวตั้งในเรือเหาะบนคันเหยียบที่เขากดด้วยมือและเท้า

ในการออกแบบปีก "ออร์นิตเตรี" เลโอนาร์โดได้ศึกษากายวิภาคของปีกนก โดยคำนึงถึงการทำงานและการกระจายตัวของขน ขณะสังเกตการบินของนก นักวิทยาศาสตร์สังเกตเห็นว่ามันกระพือปีกแตกต่างออกไปเมื่อลอยอยู่ในอากาศ บินไปข้างหน้า หรือลงจอด เขายังสนใจปีกที่เป็นพังผืดของค้างคาวด้วย จากการสังเกตเหล่านี้ เลโอนาร์โดได้ออกแบบปีกขนาดใหญ่ที่ออกแบบมาไม่เพียงแต่เพื่อยกบุคคลขึ้นไปในอากาศ แต่ยังเพื่อให้เขาบินได้ด้วยปีกและบานพับ เขาตั้งใจที่จะเลียนแบบการแสดงผาดโผนทางอากาศของนก ความสามารถในการอนุรักษ์พลังงานในการบินและลงจอดได้อย่างแม่นยำ จนถึงสิ้นศตวรรษที่ 15 เลโอนาร์โดเชื่อมั่นว่าเขาสามารถดำเนินโครงการการบินด้วยกลไกได้ อย่างไรก็ตาม เขากังวลว่าความสามารถของกล้ามเนื้อมนุษย์มีจำกัด ดังนั้นเขาจึงจะใช้กลไกธนูแทนพลังงานของกล้ามเนื้อซึ่งจะช่วยให้เคลื่อนที่ไปข้างหน้าได้ อย่างไรก็ตาม หัวเรือไม่ได้แก้ปัญหาความเป็นอิสระในการบินที่เกิดขึ้นเมื่อสปริงคลี่คลายอย่างรวดเร็ว

ตั้งแต่ปี 1503 ถึง 1506 Leonardo กำลังยุ่งอยู่กับการค้นคว้าในทัสคานี สภาพบรรยากาศการมีอยู่หรือไม่มีลมและปรากฏการณ์ทางอุตุนิยมวิทยาและอากาศพลศาสตร์ที่สอดคล้องกันทำให้เขาต้องละทิ้งแนวคิดเก่า ๆ ของเขาเกี่ยวกับ "เครื่องมือ" ที่มีพื้นฐานมาจากการกระพือปีกและรับรู้ถึง "การบินโดยไม่มีการเคลื่อนไหวของปีก ”

เมื่อสังเกตว่านกขนาดใหญ่ยอมให้กระแสลมพัดพาพวกมันขึ้นไปในอากาศได้อย่างไร เลโอนาร์โดจึงคิดที่จะเตรียมบุคคลที่มีปีกประกอบขนาดใหญ่ซึ่งจะทำให้เขาสามารถเข้าสู่กระแสลมที่เหมาะสมได้ด้วยความช่วยเหลือของการเคลื่อนไหวร่างกายที่เรียบง่ายและโดยไม่ต้องใช้ความพยายามมากนัก . คนจะลอยอย่างอิสระจนล้มลงกับพื้นเหมือนใบไม้แห้ง

การวิจัยอย่างเป็นระบบที่ดำเนินการโดย Leonardo เมื่อต้นศตวรรษที่ 16 ทำให้เขาจำเป็นต้องศึกษา "คุณภาพและความหนาแน่นของอากาศ" เพื่อจุดประสงค์นี้ เขาจึงออกแบบเครื่องมืออุทกสโคป อุทกสถิต ได้แก่ ศาสตร์แห่งน้ำเป็นกระจกสะท้อนของศาสตร์แห่งลม” ซึ่ง (ศาสตร์แห่งลม) เราจะแสดงให้เห็นผ่านการเคลื่อนที่ของน้ำ และวิทยาศาสตร์ที่สำคัญนี้จะเป็นก้าวต่อไปในการทำความเข้าใจการบินของนกใน อากาศ."

แนวคิดแห่งการบินในผลงานของ LEONARDO DA VINCI

Dmitry Alekseevich Sobolev, Ph.D. วิทยาศาสตร์ สถาบันประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีธรรมชาติ ตั้งชื่อตาม เอสไอ วาวิโลวา, RAS

หน้าที่น่าสนใจที่สุดหน้าหนึ่งในผลงานหลากหลายแง่มุมของ Leonardo da Vinci คืองานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับปัญหาการบินของมนุษย์ เลโอนาร์โดเป็นนักวิทยาศาสตร์คนแรกที่ศึกษาหัวข้อนี้อย่างจริงจัง ต้นฉบับของเขาประกอบด้วยภาพวาดและคำอธิบายโดยย่อของเครื่องบินต่างๆ เขากลับมาที่หัวข้อนี้ตลอดอาชีพสร้างสรรค์ของเขา: โครงการแรกของเครื่องบินมีขึ้นในช่วงกลางทศวรรษที่ 80 ศตวรรษที่ 15 และช่วงหลังตั้งแต่ทศวรรษที่สองของศตวรรษที่ 16

โครงการจำนวนมากที่สุดคืออุปกรณ์ที่มีปีกกระพือปีก - ornithopters นี่เป็นเรื่องปกติ เนื่องจากนกเป็นแบบอย่างที่ดีในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนาการบิน

การออกแบบเครื่องบินที่เป็นที่รู้จักครั้งแรกโดย Leonardo da Vinci คือการออกแบบ ornithopter ซึ่งบุคคลควรอยู่ในท่าเอนกาย (1485-1487) (รูปที่ 1) ในการกระพือปีกคุณต้องใช้ทั้งกำลังแขนและขาของ “นักบิน” แกนปีกอยู่ในตำแหน่งในลักษณะที่เมื่อเคลื่อนลง มันจะเคลื่อนไปข้างหลังพร้อมกัน ทำให้เกิดแรงไปข้างหน้าที่จำเป็นสำหรับการบินในแนวนอนพร้อมกับแรงยก

Leonardo ไม่เพียงแต่ให้คำอธิบายสั้น ๆ เกี่ยวกับการออกแบบ แต่ยังให้คำแนะนำในการทดสอบอุปกรณ์อีกด้วย เขาเขียนว่า: “คุณจะต้องทดสอบอุปกรณ์นี้เหนือทะเลสาบและสวมขนยาวเป็นเข็มขัดเพื่อที่คุณจะได้ไม่จมน้ำหากคุณล้มลง จำเป็นต้องลดปีกลงด้วยกำลังของขาทั้งสองข้าง ขณะเดียวกันก็ควบคุมและทรงตัวได้ โดยการลดปีกข้างหนึ่งลงเร็วกว่าอีกข้างหนึ่ง ดูถ้าจำเป็น เหมือนที่คุณเห็นว่าวและนกตัวอื่นๆ ทำ และยิ่งไปกว่านั้น การลดปีกลงด้วยสองขาย่อมมีพลังมากกว่าด้วยเสมอ หนึ่ง... และการยกปีกควรทำด้วยแรงสปริง หรือถ้าต้องการ ด้วยมือ หรือดีกว่านั้นด้วยการยกขา ก็จะดีกว่า เพราะเมื่อนั้นมือของคุณก็จะเป็นอิสระมากขึ้น" (เลโอนาร์โด ดา วินชี ผลงานคัดสรรด้านวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ ม. 2498 หน้า 605)

เพื่อควบคุมระดับความสูงของการบิน ดาวินชีได้เสนอกลไกดั้งเดิมซึ่งประกอบด้วยส่วนหางแนวนอนที่สามารถเคลื่อนย้ายได้ซึ่งเชื่อมต่อกับห่วงบนศีรษะของบุคคล โดยการยกและลดศีรษะของเขา ผู้ทดสอบได้เพิ่มและลดพื้นผิวหางของออร์นิฮอปเตอร์ตามแผนของเลโอนาร์โด (รูปที่ 2)

ด้วยความพยายามที่จะลดความพยายามในการขยับปีก นักประดิษฐ์ชาวอิตาลีผู้ยิ่งใหญ่จึงเสนอให้สร้างวาล์วผ้าพิเศษบนพื้นผิวกระพือ ซึ่งเมื่อปีกเคลื่อนลงด้านล่าง จะถูกกดให้แน่นกับตาข่ายที่ทอดยาวเหนือส่วนเสริมปีก และในระหว่าง จังหวะย้อนกลับจะเปิดขึ้น ทำให้อากาศไหลผ่านได้อย่างอิสระ นักออกแบบออร์นิฮอปเตอร์คนอื่นๆ ก็ได้นำแนวคิดที่คล้ายกันนี้ไปใช้ในภายหลัง

ornithopter อีกรุ่นหนึ่งที่เสนอโดย Leonardo ในปีเดียวกันนั้นเป็นอุปกรณ์ที่บุคคลต้องกระพือปีกเหมือนนักปั่นจักรยานหมุนด้วยล้อเท้าที่เชื่อมต่อกันด้วยคันโยกกับโครงสร้างกำลังของปีก (รูปที่ 3 ). ในภาพร่างของอุปกรณ์นี้ สิ่งที่ดึงดูดความสนใจคือบางสิ่งที่มีลักษณะคล้ายกระดิ่งที่แขวนอยู่ตรงหน้าของ "นักบิน" นักวิจัยยังคงถกเถียงกันอยู่ว่ามันคืออะไร ในความคิดของฉัน อุปกรณ์นี้เป็นลูกตุ้มที่ออกแบบมาเพื่อระบุตำแหน่งในอวกาศ เป็นที่ทราบกันดีว่าประมาณปี ค.ศ. 1485 นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างภาพร่างของอุปกรณ์ดังกล่าว (รูปที่ 4) หากเป็นเช่นนั้น เราจะเห็นภาพวาดเครื่องมือเครื่องบินชิ้นแรก

โครงการที่มีชื่อเสียงที่สุดคือเรือ ornithopter (รูปที่ 5) มีอายุประมาณปี 1487 เห็นได้ชัดว่ามีคนนั่งหรือยืนในเรือโดยขยับคันโยกที่เชื่อมต่อกับปีก คันโยกอีกอันมีไว้สำหรับหมุนพวงมาลัยแนวนอนซึ่งมีรูปร่างเหมือนหางนก

ในช่วงปลายทศวรรษที่ 1480 Leonardo da Vinci สร้างภาพวาดและคำอธิบายของเครื่องบินขนาดใหญ่ที่มีปีกกระพือสองคู่ (รูปที่ 6) ชายคนนั้นยืนอยู่บนบางสิ่งที่คล้ายกับชาม และขยับปีกของเขาโดยใช้ระบบรอก สิ่งที่น่าสนใจคืออุปกรณ์ดังกล่าวมีอุปกรณ์ลงจอดแบบยืดหดได้ ส่วนรองรับสามารถพับขึ้นโดยใช้ประตูและสายเคเบิล (รูปที่ 7)

เลโอนาร์โดอธิบายแนวคิดของออร์นิฮอปเตอร์คนใหม่ของเขาดังนี้: “ฉันตัดสินใจว่าการยืนบนเท้าของคุณดีกว่าการนอนราบ เพราะอุปกรณ์นี้ไม่สามารถพลิกกลับด้านได้... การขึ้นและลงของการเคลื่อนไหว [ของปีก] จะเป็นเช่นนี้ กระทำโดยการลดและยกขาทั้งสองข้างขึ้นซึ่งจะทำให้มีกำลังมาก และแขนยังว่าง หากต้องนอนราบ ขาตรงบริเวณข้อหน้าแข้งจะอ่อนล้ามาก..." (เลโอนาร์โด ดา วินชี ผลงานคัดสรรของ วิทยาศาสตร์ธรรมชาติ..ป.606)

แน่นอนว่าเหตุผลนี้ถูกต้อง แต่อย่างไรก็ตามโครงการนี้ควรได้รับการพิจารณาว่าเป็นหนึ่งในผลลัพธ์ที่ประสบความสำเร็จน้อยที่สุดของการวิจัยเชิงสร้างสรรค์ของ Leonardo da Vinci ขนาดที่ใหญ่มากของอุปกรณ์: ปีกกว้าง - 40 ศอก (ประมาณ 16 ม.), ความสูงของโครงสร้าง - 25 ศอก (10 ม.), การส่งผ่านที่ซับซ้อนและหนัก - ทั้งหมดนี้ทำให้โอกาสในการขึ้นไปในอากาศมีความสมจริงน้อยลงกว่าออร์นิฮอปเตอร์รุ่นก่อน ๆ .

คำแนะนำในการออกจากการหยุดชะงักนี้ได้รับจากการศึกษากลไกการบินของนกอย่างละเอียดซึ่งนักวิทยาศาสตร์เริ่มสนใจในช่วงเปลี่ยนศตวรรษที่ 15-16 การสังเกตนกทำให้เขามีความคิดที่ถูกต้องว่าแรงขับหลักในการบินนั้นสร้างจากส่วนปลายของปีก ด้วยเหตุนี้ในปลายศตวรรษที่ 15 Leonardo วาดภาพการออกแบบใหม่โดยพื้นฐานสำหรับ ornithopter โดยมีปีกที่ประกอบด้วยสองส่วนที่ประกบกัน (รูปที่ 10) การกระพือจะต้องดำเนินการโดยส่วนนอกซึ่งคิดเป็นประมาณครึ่งหนึ่งของพื้นที่ปีกทั้งหมด แนวคิดนี้ซึ่งเป็นก้าวแรกในการเกิดขึ้นของแนวคิดของเครื่องบินปีกคงที่ - เครื่องบินพบว่ามีการนำไปปฏิบัติจริงในทศวรรษสุดท้ายของศตวรรษที่ 19 ในการทดลองของผู้บุกเบิกการบินชื่อดังชาวเยอรมัน O. Lilienthal เป็นที่ทราบกันดีว่าเขาพยายามบินด้วยเครื่องร่อน ปลายปีกขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ที่ติดอยู่กับตัว (รูปที่ 11)

ขั้นตอนต่อไปในวิวัฒนาการของมุมมองของเลโอนาร์โดเกี่ยวกับการออกแบบเครื่องบินนั้นเกี่ยวข้องกับการศึกษากลไกการบินของนกที่ทะยานและร่อน เขาสรุปว่า “...เมื่อนกอยู่ในสายลม มันจะสามารถอยู่บนตัวมันได้โดยไม่ต้องกระพือปีก เพราะหน้าที่เดียวกับที่ปีกทำสัมพันธ์กับอากาศเมื่ออากาศนิ่งนั้นก็กระทำโดยอากาศที่เคลื่อนไหว สัมพันธ์กับปีกเมื่อปีกหยุดนิ่ง” (เลโอนาร์โด ดา วินชี ผลงานคัดสรรทางวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ หน้า 497)

ตามหลักการนี้ซึ่งรู้จักกันในปัจจุบันว่าเป็นหลักการของการพลิกกลับของการเคลื่อนไหวเลโอนาร์โดมาถึงข้อสรุป: ไม่ใช่บุคคลที่ควรผลักอากาศออกไปด้วยปีกของเขา แต่ลมควรตีปีกและพาพวกมันไปในอากาศ เช่นเดียวกับที่เขาเคลื่อนเรือใบ จากนั้นนักบินของเครื่องบินจะต้องรักษาสมดุลโดยใช้ปีกเท่านั้น “มันไม่จำเป็นต้องมีพละกำลังมากนักในการพยุงตัวเองและทรงตัวบนปีกและควบคุมทิศทางของลม การเคลื่อนไหวเล็กๆ ของปีกก็เพียงพอแล้วสำหรับสิ่งนี้” Leonardo da Vinci เขียนในปี 1505 (Giacomelly, R. . อากาศพลศาสตร์ของ Leonardo da Vinci // วารสารการบิน พ.ศ. 2473 ฉบับที่ 34 หน้า 1021)

ตามแนวคิดที่เขาพัฒนาขึ้น นักวิทยาศาสตร์จึงตัดสินใจสร้างเครื่องบินประเภทใหม่ เป็นไปได้มากว่ามันควรจะแตกต่างโดยพื้นฐานจากออร์นิฮอปเตอร์ในปีก่อนๆ ตามรายงานของ R. Giacomelli นักวิจัยชาวอิตาลีเกี่ยวกับผลงานของ Leonardo da Vinci มันอาจเป็นเครื่องบินโมโนเพลนที่มีปีกกว้างประมาณ 18 เมตร ซึ่งออกแบบมาเพื่อการบินในกระแสลมที่เพิ่มขึ้น (ในคำศัพท์สมัยใหม่ เครื่องร่อนทะยาน) ปีกสามารถเคลื่อนย้ายได้ แต่เมื่อเปรียบเทียบกับโครงการก่อนหน้านี้ การเคลื่อนที่ของพวกมันมีจำกัดมากและจะใช้เพื่อการทรงตัวเท่านั้น (Giacomelly, R. Leonardo da Vinci e il volo meccanico // L "Aerotechnica. 1927. No. 8. P. 518-524 .)

“นกประดิษฐ์” ที่มีคนขับควรจะปล่อยจากยอดเขามอนเตเซเชรี (ภูเขาสวอน) ใกล้กับเมืองฟลอเรนซ์ และถูกกระแสน้ำในแนวดิ่งพัดขึ้นไปในอากาศ “นกตัวใหญ่จะเริ่มบินครั้งแรกจากด้านหลังของหงส์ขนาดมหึมา เติมเต็มจักรวาลด้วยความประหลาดใจ เติมเต็มพระคัมภีร์ทั้งหมดด้วยชื่อเสียง ความรุ่งโรจน์ชั่วนิรันดร์สู่รังที่มันถือกำเนิด” เลโอนาร์โด ดา วินชี เขียนในบทความของเขาเรื่อง Flight of Birds (1505). ) (Leonardo da Vinci. ผลงานคัดสรรด้านวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ หน้า 494).

แต่อิตาลีไม่ได้ถูกกำหนดให้กลายเป็นแหล่งกำเนิดของการร่อน เต็มไปด้วยคำสั่งมากมาย Leonardo ไม่สามารถเริ่มนำแนวคิดของเขาไปปฏิบัติได้ (หรือไม่ต้องการ - สำหรับเขาแล้ว การสร้างโครงการและสมมุติฐานนั้นน่าสนใจมากกว่าการทำให้เป็นจริง)

ไม่นานก่อนที่เขาจะเสียชีวิต นักวิทยาศาสตร์ก็กลับมาคิดถึงการเคลื่อนที่ในอากาศโดยใช้ปีกคงที่อีกครั้ง ต้นฉบับของเขาซึ่งเก็บไว้ที่สถาบันฝรั่งเศสในปารีส มีภาพวาดที่ไม่ค่อยมีใครรู้จักซึ่งมีอายุระหว่างปี 1510-1515 (รูปที่ 12) เป็นภาพชายคนหนึ่งถือเครื่องบินด้วยมือของเขาและร่อนลงมาในอากาศ และมีข้อบ่งชี้ถึงวิธีการควบคุม: “ [ชายคนนี้] จะเคลื่อนที่ไปทางขวาถ้าเขางอแขนขวาและเหยียดซ้ายและความตั้งใจ แล้วเคลื่อนจากขวาไปซ้ายในขณะที่เขาเปลี่ยนตำแหน่งมือ" (การบินของ Gibbs-Smith, C. Leonardo da Vinci's aeronautics. London, 1967. P. 21.) เห็นได้ชัดว่าแนวคิดเกี่ยวกับเครื่องร่อนที่สมดุลแบบเรียบง่ายนี้หรือมากกว่านั้น ร่มชูชีพที่ควบคุมได้เกิดขึ้นจากการสังเกตของเลโอนาร์โดที่ตกลงมาจากแผ่นกระดาษในอากาศ

เมื่อพูดถึงการวิจัยของ Leonardo da Vinci ในสาขาการบินไม่มีใครพลาดที่จะพูดถึงโครงการบุกเบิกอีกสองโครงการ - โครงการร่มชูชีพและโครงการเฮลิคอปเตอร์ ทั้งสองถูกสร้างขึ้นในช่วงทศวรรษที่ 1480 ในเวลาเดียวกันกับข้อเสนอแรกสำหรับการสร้างออร์นิฮอปเตอร์

เลโอนาร์โดมาพร้อมกับภาพวาดของชายคนหนึ่งที่ลงมาบนร่มชูชีพรูปปิรามิด (รูปที่ 13) พร้อมคำจารึกว่า: “ หากบุคคลหนึ่งมีเต็นท์ผ้าลินินแป้งกว้าง 12 ศอกสูง 12 ศอกเขาจะสามารถโยนตัวเองออกมาได้ ความสูงใหญ่ใด ๆ โดยไม่เป็นอันตรายต่อตัวเขาเอง” (เลโอนาร์โด ดา วินชี คัดสรรงานวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ หน้า 615)

ภาพที่คุ้นเคยของเฮลิคอปเตอร์ของ Leonardo da Vinci (รูปที่ 14) แสดงถึงโครงการแรกของการบินขึ้นในแนวตั้ง ต่างจากเฮลิคอปเตอร์สมัยใหม่ที่มีใบพัดแบบมีด เครื่องนี้ต้องถอดออกโดยใช้เครื่องที่มีชื่อเสียงในศตวรรษที่ 15 สกรู Archimedean ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 8 ม. แม้ว่าจะต้องคลายเกลียวสกรูด้วยมือ แต่ Leonardo da Vinci ก็เชื่อในความเป็นไปได้ของโครงการของเขา:“ ฉันบอกว่าเมื่ออุปกรณ์นี้ทำด้วยสกรูทำออกมาได้ดี นั่นคือจากผ้าใบรูพรุนที่มีแป้งและหมุนอย่างรวดเร็ว [... ] สกรูดังกล่าวถูกขันในอากาศแล้วลอยขึ้น”

เช่นเดียวกับข้อเสนอแรกๆ โครงการเหล่านี้ยังคงไม่สมบูรณ์ ร่มชูชีพไม่มีรูพิเศษที่ด้านบนของหลังคาทำให้มีวิถีโคจรที่มั่นคงและการออกแบบเฮลิคอปเตอร์ไม่ได้คำนึงถึงอิทธิพลของแรงบิดปฏิกิริยาจากการหมุนของใบพัดซึ่งจะทำให้โครงสร้างที่อยู่ด้านล่างหมุน และรูปร่างของใบพัดยังห่างไกลจากสิ่งที่ดีที่สุด แต่ทั้งสองก็แสดงถึงการมองการณ์ไกลทางเทคนิคที่น่าทึ่ง

แนวคิดที่น่าทึ่งของ Leonardo da Vinci ยังคงไม่มีใครรู้จักมาเป็นเวลานานเนื่องจากเขาไม่ได้เผยแพร่ผลการวิจัยของเขา ในที่สุดสิ่งที่เลโอนาร์โดประสบความสำเร็จในช่วงหลายทศวรรษก็ถูกลากมาหลายศตวรรษ เฉพาะในศตวรรษที่ 18 ความพยายามที่ไม่ประสบผลสำเร็จในการบินโดยการกระพือปีกที่ติดอยู่กับแขนและขาถูกแทนที่ด้วยเครื่องบินแบบแรกที่มีปีกคงที่ซึ่งสร้างแรงยกและปีกขนาดเล็กที่เคลื่อนที่ได้เพื่อสร้างแรงไปข้างหน้า - Swedenborg (สวีเดน, 1716), Bauer (เยอรมนี พ.ศ. 2306) คีห์ลีย์ (อังกฤษ พ.ศ. 2342) เที่ยวบินบนเครื่องร่อนทรงตัวเริ่มขึ้นในปลายศตวรรษที่ 19 และเฮลิคอปเตอร์ลำแรกปรากฏในศตวรรษที่ 20 เท่านั้น

การวิเคราะห์การพัฒนามุมมองเกี่ยวกับการออกแบบเครื่องบินมีปีกในผลงานของ Leonardo da Vinci และในผลงานของผู้บุกเบิกการบินรุ่นต่อ ๆ มาช่วยให้เราสามารถสรุปข้อสรุปทั่วไปดังต่อไปนี้: ตรงกันข้ามกับมุมมองทั่วไปของนักประวัติศาสตร์การบิน ความคิดเกี่ยวกับเครื่องบินไม่ได้ถือกำเนิดในตัวเองเป็นแนวคิดทางเลือกสำหรับ ornithopter แต่ "เติบโต" จากโครงการอุปกรณ์ที่มีปีกกระพือปีกผ่านชุดการออกแบบระดับกลางของเครื่องบินครึ่งลำครึ่ง ornithopter ผู้เขียนคนแรก ซึ่งเป็นเลโอนาร์โดผู้ยิ่งใหญ่

แนวตั้ง "ORNITOTTERO"

ความต้องการแหล่งพลังงานที่ทรงพลังยิ่งขึ้นทำให้เลโอนาร์โดมีความคิดที่จะใช้ทุกส่วนของร่างกายมนุษย์ในระหว่างการบิน รูปภาพนี้แสดงให้เห็นชายคนหนึ่งควบคุมกลไกการเลื่อนไม่เพียงแต่ด้วยความช่วยเหลือจากแขนและขาของเขาเท่านั้น แต่ยังรวมถึงศีรษะของเขาด้วย ซึ่งตามที่เลโอนาร์โดกล่าวว่า "มีแรงเท่ากับ 200 ปอนด์" ชายคนหนึ่งยืนอยู่ตรงกลางเรือขนาดใหญ่ซึ่งเป็นชามที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 12 ม. พร้อมด้วยบันได (12 ม.) ปีกของอุปกรณ์มีความกว้าง 24 ม. และช่วง 4.8 ม. บนอุปกรณ์นี้เลโอนาร์โดตั้งใจที่จะใช้ปีกสองคู่กระพือสลับกัน

มิเตอร์วัดความเอียง

อุปกรณ์นี้เป็นลูกตุ้มวางอยู่ภายในภาชนะแก้ว (เป็นรูประฆัง) ซึ่งทำหน้าที่ “บังคับอุปกรณ์ (เครื่องบิน) ให้ตรงหรือเอียงตามที่คุณต้องการ คือ เมื่อคุณต้องการบินตรงให้วางลูกบอล อยู่ตรงกลางวงกลม”