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达芬奇都做了点啥

送交者: 雨地[♀★★*空谷幽兰*★★♀] 于 2022-11-25 7:46 已读 1078 次 2赞  

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列奥纳多•达芬奇(Leonardo da Vinci)堪称一位旷世奇才,他有多重身份:画家、发明家、解剖学家、数学家、天文学家、雕刻师、建筑师、军事工程师……




这些“家”和“师”可不是票友性质的打游戏充值送的,是真的名副其实的博学大佬。




作为文艺复兴时代的天之骄子,作为人类历史智商水准顶级的智者。他留给后人的遗产不是光一个《蒙娜丽莎》的微笑可以感受完的。




作为一位发明家和工程师,他发明的每一项叫得上名字的机械装置,都是今时今日我们日常使用的工具和机器的前身。这些智慧结晶跨越了500多年的沉浮,为人类科技的浩荡向前装好了风火轮。




牛津大学艺术史荣休教授马丁•坎普(Martin Kemp)是一位顶尖的达芬奇研究专家。他告诉《大众机械》Popular Mechanics杂志:“是达芬奇第一个主张机械装置在设计时应当遵循自然法则,也是他头一个设计出不同的、可以用于各种机器的零件。” 




本文整理了达芬奇一生中所做的十项发明设计,其中有一部分设计图被后人依照着做出了实物。让我们一起欣赏这十个对后世影响深远的智慧发明。




01永动机模型




达芬奇一辈子都在研究周围世界里的机器。他观察大自然,钻研艺术与科学,获取关于功能、生理学和运动的见解。




他曾参与设计永动机,但后来他发现物体运动时“对空气的压力等于空气作用于其上的力”,这一发现其实近似于200年之后的牛顿第三运动定律(每个作用力,都有大小相等、方向相反的反作用力)




这一原理的发现也让达芬奇意识到永动机模型是无法实现的。




02


齿轮系统





达芬奇被誉为第一个深入研究齿轮机制的人。他绘制了齿轮系统设计图,甚至创作了一幅飞行器起落架的草图。




可惜的是这些设计图没能变成现实,幸运的是大众对他作品的兴趣有增无减,他在当时的许多概念设计被后世的追随者们落实成了机器。




达芬奇的很多其他设计都会仰赖于齿轮系统来实现功能,其中包括巨型弩和自推车(self-propelled cart)




03


自推车





达芬奇创造的自推车被一些人认为是全世界第一台“汽车”。这种自推车依靠弹簧实现移动,拥有转向(尽管很有限)和刹车的能力。




达芬奇完成了自推车的手绘稿,这一设计在2004年被佛罗伦萨科学史博物馆及研究所的馆长保罗•加卢齐(Paolo Galluzzi)和一支研究团队变成现实。




这种自推车的运转类似于发条玩具,通过旋转轮子来启动弹簧。




04


巨型弩





对于达芬奇来说,要么就不干,要干就干一票大的。




他在15世纪80年代就干了一票大的。上图所示的这一巨型弩可以说是巨大无朋,它有一套曲轴和齿轮系统。




在它旁边操作着这个大家伙的娇小妹子需要用木槌敲打上面的一根销子就能够启动系统,展开发射。




达芬奇设计巨型弩,旨在用于发射巨石和爆炸物之类的大型抛射体,也希望靠着它的巨大尺寸来威慑敌人。




05


扑翼机





“扑翼机”(Ornithopter)一词出自于希腊文词汇“ornithos”()和“pteron”(翅膀)。它指的是一种能通过扑扇翅膀一样的结构来实现飞行的机器。




其实一些人在达芬奇之前就想到了制造一台带翼的飞行机。早在1010年时,马姆斯伯里修道院的一位名叫艾尔默(Eilmer of Malmesbury)的修道士造了台扑翼机,甚至进行了测试。据说艾尔默的扑翼机飞出大约200米的距离后才坠地,但我们可怜的小淘气艾尔默似乎仿佛大概摔断了两条腿。




按达芬奇的扑翼机的设计方案,它的运作机制类似于鸟的解剖学结构,但我们不知道达芬奇有没有测试过他的概念。




06


移动桥





移动桥是达芬奇设计的另一种战争设备。他的设计理念是:有一种便携式的桥梁,它能帮助士兵更容易地跨越水面和其他障碍。而按照传统做法,他们得浪费时间来绕过那些障碍。




达芬奇桥(da Vinci bridge)的设计目标是让它实现快速“自撑”,在几分钟内就准备好使用。




07


原始机枪





达芬奇反对战争,厌恶伴随战争而来的所有一切。话虽这么说,但他还是设计了许多致命武器,它们在后来变成现代战争机器。




这台有33根炮管的管风琴炮是现代机枪的早期版本。达芬奇在米兰公爵卢多维科•斯福尔扎(Ludovico Sforza)手底下工作时,设计出这台武器。这台管风琴炮的设计目标是快速连续地发射33门炮——当时还不存在这种武器。




这一设计巩固了达芬奇作为预见家的历史地位,要知道他是在15世纪80年代创造出这种武器,加特林机枪诞生于300多年后的美国内战时期,全世界第一把机枪(这种机枪不需要某个人来操作曲柄)直到1884年才出现。




达芬奇为米兰公爵效劳时,他一共创造了好几种战争机器,其中包括装甲车。




08


装甲车





达芬奇构思了一种能够朝着所有方向移动、装载各种武器的概念车辆。尽管它看起来更像飞碟而不是坦克。




这台装甲车上安装了360度立体环绕式枪支,它们能朝着任意方向的敌人开火。车辆顶部用金属板制成,以便增加保护。




达芬奇将其设计成必须可以容纳八名乘员,其中部分人需要持续不断地转动曲柄,让车辆保持运动。




09


空气螺旋桨





达芬奇说过:“一旦你尝试过飞行,当你再行走于陆地时,永远都会不自觉抬头仰望天空。因为你到过那里,并且会永远渴望重返蓝天。”




他迷恋飞行——这点在他的素描草图中有所反映。图中所示的空气螺旋桨是设计用来当作飞行器的。




达芬奇写道:“空气螺旋桨的外侧边沿是一根粗线缆,最大半径大约为4米。为了正确地制造这台器械,你需要使用上过的亚麻布,那样空气不会穿透。假如它旋转得够快,这台机器会像螺旋桨一样旋转,穿入空气,然后它会升起来。” 




10


现代降落伞的前世





这些图纸描绘了达芬奇对于降落伞的早期概念构思图。




在他素描簿里的绘图旁边,达芬奇写下这段话:“假如一个人被提供一条用胶粘合的亚麻布,它的每条边有11米长,有11米高,那样他就能从任何高处跃下而不会受伤。”




达芬奇赋予了这一设计金字塔般的外形。遗憾的是,他从未能造出这个发明,也未能进行测试。世人认为是法国人路易-塞巴斯蒂安•雷诺曼(Louis-Sébastien Lenormand)在1783年创造出全世界第一个实用的降落伞。




因为达芬奇设计的降落伞很重(它需要用四根木棍来充当底座),也因为反传统的降落伞外形,世人认为这种降落伞不会起作用。




2000年,职业跳伞运动员阿德里安•尼古拉斯(Adrian Nicholas)根据达芬奇的手稿创造了一个降落伞,但其最终使用了备用的现代降落伞成功着陆。而在2008年,一位瑞士男子奥利维尔•坦蒂•特帕也根据达芬奇的一幅降落伞手稿制作了一个降落伞,并且全程使用它直至安全着陆。

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