Великий механик Леонардо да Винчи

Колледж транспорта и коммуникаций

г.Астана

студет ІІІ курс ППС-215 Уринбасаров Диас

руководитель Жапанова Р.Е.

Великий механик Леонардо да Винчи

Вот уже почти пять столетий неизменный интерес вызывает не только художественное наследиеЛеонардо да Винчи, но и его теоретические труды, открытия и изобретения.

“Механика— рай математических наук”,— говорил Леонардо, много времени и энергии отдавая её изучению. Работы Леонардо в области механики могут быть сгруппированы по следующим разделам: законы падения тел; законы движения тела, брошенного под углом к горизонту; законы движения тела по наклонной плоскости; влияние трения на движение тел; теория простейших машин( рычаг, наклонная плоскость, блок ); вопросы сложения сил; определение центра тяжести тел; вопросы, связанные с сопротивлением материалов;около семи тысяч рукописных страниц, хранятся в музейных и частных коллекциях мира.

Леонардо вел дневник, в котором приведено множество чертежей и рисунков придуманных им механизмов и аппаратов. Недавно итальянские исследователи перевели в цифровую форму эти чертежи и рисунки с последующим изготовлением компьютерных трехмерных моделей.

Среди чертежей Леонардо найден эскиз 13-разрядного суммирующего устройства с десятизубыми колесами. Сейчас это устройство считается первым механическим счетным прибором- арифмометром,первым калькулятором. В 1968 году в Нью-Йорке была построена точная копия колеса для счета Леонардо да Винчи.

Проводя опыты по изучению трения, Леонардо пришел к идее шарикового подшипника качения. Современный подшипник качения состоит из внутреннего кольца, в которое вставляется вал, наружного кольца, которое крепится в корпусе механизма, и специального диска, называемого сепаратором. Сепаратор удерживает тела качения, шарики или ролики, в определенном положении.

Леонардо предложил подшипник со скользящим кольцом. Такое кольцо позволяло шарикам вращаться свободно в любом направлении, а шпиндели – только вокруг своей оси. То есть шарики не соприкасаются между собой. Эту роль в современном подшипнике выполняет сепаратор, а вращающиеся вокруг своей оси шпинделя – это прообраз сепаратора.

По типу воспринимаемой нагрузки подшипники делятся на радиальные, воспринимающие радиальную нагрузку; упорные, воспринимающие осевую нагрузку; радиально – упорные, воспринимающие как радиальную, так и осевую нагрузку. Этот подшипник Леонардо по конструкции очень похож на современный упорный подшипник. Данное изобретение использовалось в домкратном винте Леонардо. Он планировал использовать это устройство при строительстве огромной вращающейся сцены для театральных постановок. Подшипники, разработанные Леонардо, до сих пор современны.

В эскизах Леонардо представлены очень сложные и разнообразные варианты зубчатых передач, начиная от простейшей цевочной, где зубьями колес служат маленькие цилиндрики. Этот вид передачи до сих пор применяется, например. в механических будильниках. Им же разработана глобоидная червячная передача, в которой поверхность винта или червяка имеет вогнутую форму и охватывает ведомую шестерню под большим углом.

Леонардо сконструировал коническую и спиральную передачи; придумал роликовую цепь, которая и сегодня применяется в велосипедах и других механизмах.

Конструирование сложных машин и их элементов привело Леонардо к созданию пространственных и плоских зубчатых зацеплений.

Среди изобретений Леонардо да Винчи достаточно много механизмов, которые, выражаясь современным языком, являются многоступенчатыми передачами. Многоступенчатой называется передача, состоящая из нескольких последовательно соединенных кинематических пар, то есть одноступенчатых передач. На чертежах Леонардо мы видим как одноступенчатые так и многоступенчатые передачи.

По расположению осей валов в пространстве современные передачи делятся на передачи с параллельными, пересекающимися и перекрещивающимися осями. У Леонардо да Винчи мы видим также передачи с параллельными и перекрещивающимися осями.

Привод, который обеспечивает переключение скоростей. Движение передается на зубчатые колеса разного диаметра. Каждое имеет свою скорость, равную времени на завершение полного оборота. Переключение скоростей осуществляется за счет того, что одно из колес выводится из зацепления с ведущей шестерней, а другое, наоборот, вводится. Эта система основана на тех же принципах, что и переключатель скоростей в современных машинах. Во времена Леонардо такое устройство могло быть использовано для работы мельниц и различного оборудования.

Леонардо да Винчи не остался в стороне от такого вопроса, как создание вечного двигателя. Первые две модели приводятся в движение катящимися шариками, третья выполнена из палок, на концах которых подвешены грузы. Он также описал сложные механизмы с заполненными ртутью полостями. В Немецком музее в Мюнхене имеется реконструкция его машины. Леонардо исследовал различные модели вечных двигателей, но оказалось, что ни один из них почему – то не работал. Но он продолжал работать, веря в саму идею вечного двигателя. Однако многочисленные неудачи в попытках получить действующую модель заставили Леонардо остановиться и попытаться найти причину неудач. Трудность решения этой задачи состояла еще и в том, что в 15 веке еще не существовало таких понятий, как работа и энергия. Закон сохранения энергии также еще не был известен, но гениальный изобретатель очень близко подошел к его идее. Он писал: «Падающая вода может поднять такое же количество воды… но мы должны учесть потери на трение». В конечном итоге Леонардо пришел к заключению о невозможности реализации непрерывного движения в схемах любого типа.

Леонардо спроектировал самоходную тележку — прототип современного автомобиля! Самодвижущаяся деревянная повозка, оснащенная шестернями и пружинами, стала одним из самых известных его изобретений Леонардо да Винчи. Она должна была приводиться в движение энергией двух плоских пружин. Устройство имеет размер примерно 1 x 1 х 1 метр. Задние колеса имели дифференцированные приводы и могли двигаться независимо. При закручивании штурвалов начинают вращаться шестерни, находящиеся с ними на одной оси. Эти шестерни входят в зацепление с зубчатыми колесами, которые и закручивают пружины. Когда пружины начинают раскручиваться, зубчатые колеса и сопряженные с ними шестерни начинают вращаться в противоположные стороны. На одной оси со штурвалами и шестернями расположены цевочные шестерни, которые входят в зацепление со штырями, расположенными по окружности колес. В задней части тележки находится рулевой механизм. Четвертое колесо было соединено с рулем, при помощи которого можно управлять телегой.

Так, в «автомобиле» был обнаружен придуманный Леонардо тормоз — специалисты в области автомобилестроения считают, что изобретение тормоза для автопрогресса оказалось едва ли не важнее, чем создание двигателя внутреннего сгорания. Тормоз состоит из коромысла, которое останавливает храповик, который находится на одной оси с зубчатыми колесами. Это прообраз колодочного тормоза.
Конечно, это устройство не было предназначено для перевозки людей, а служило лишь как средство для перемещения декораций во время королевских праздников. Подобное средство передвижения относилось к ряду самодвижущихся машин, созданных другими инженерами Средневековья и Возрождения.

Итальянским ученым удалось собрать в натуральную величину самодвижущуюся повозку, воспроизведенную по эскизам Леонардо да Винчи.

Реконструкция проекта Леонардо была успешной. Запущенная модель повозки достигла скорости разгона 5 км / час. Деревянная тележка, оснащенная пружинным мотором и рулевым механизмом способна самостоятельно двигаться! Так как в качестве двигателя в повозке используется сила пружин, запас хода невелик — около 40 метров. Сейчас она демонстрируется в экспозиции музея.

Трудно перечислить все инженерные проблемы, над которыми работал пытливый ум Леонардо.

Любуясь сегодня великолепными картинами Леонардо да Винчи, рассматривая его остроумные проекты его различных сооружений, перечитывая глубокие мысли учёного, благодарное человечество воздаёт и будет воздавать дань этому гиганту из гигантов эпохи Возрождения.

Реклама

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход / Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход / Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход / Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход / Изменить )

Connecting to %s