Леонардо да Винчи
 


Арбалет. Страница 3

 1  |  2  |  3

Приложения, рисунки

ГИГАНТСКАЯ КАТАПУЛЬТА – рисунок Леонардо да Винчи, сделанный им, вероятно, в то время, когда он занимался изучением напряжений сжатия и растяжения в дуге арбалета. Катапульта предназначалась для метания камней. Как видно из рисунка, передняя (фронтальная) и задняя (тыльная) части крыльев дуг различаются по своей конструкции. Задняя часть каждого крыла изготовлена из отдельных блоков, соприкасающихся друг с другом только при максимальном изгибе дуги.

Рис. 1. Гигантская катапульта

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ПОДХОД к конструированию арбалета представлен на этом рисунке неизвестного автора, обнаруженном в рукописи, относящейся к позднему средневековью и известной под названием "Гуситские войны". Изображенный на рисунке арбалет имеет идеальную геометрическую форму. Спусковой механизм находится в центре круга, тетива (хорда) делит радиус пополам. Такой идеализированный подход к конструированию можно считать одной из отправных точек в дальнейших исследованиях Леонардо да Винчи по теоретической механике.

Рис. 2. Идеальный арбалет

КОМБИНИРОВАННЫЕ ДУГИ Леонардо да Винчи представляют интерес с точки зрения того, что сейчас имеет название "сложение скоростей". На одном из его рисунков (слева) изображены четыре дуги; первая из них приводит в действие вторую, вторая – третью, третья – четвертую, которая и производит выстрел. Интуиция Леонардо да Винчи верно подсказывала ему, что увеличение энергии, накопленной в этой сложной системе, приведет к увеличению скорости движения и дальности полета стрелы. Однако ему не был известен закон сохранения энергии и, следовательно, он не мог знать, какой величины достигают потери энергии в системе, состоящей из нескольких арбалетных дуг. Вряд ли этот замысел Леонардо да Винчи был когда-либо осуществлен и мог привести к значительному увеличению дальности стрельбы.

 

Рис. 3-4. Комбинированные дуги

ОТНОШЕНИЕ СИЛ в арбалете представляло собой одну из сложнейших задач для Леонардо да Винчи. Из этого рисунка видно, что он изучал отношение между смещением концов дуги и величиной силы, приложенной к тетиве. Леонардо да Винчи, видимо, понимал, что эти величины связаны прямой зависимостью. Поскольку максимально натянутая тетива обладает большей энергией, чем в других положениях, он считал, что стрела, вероятно, отрывается от тетивы до того, как та передаст ей всю свою энергию. Очевидно, он считал, что угол, образованный в центре тетивы, является главной мерой способности оружия передавать энергию, поэтому он пытался, прибегая к тем или иным конструктивным решениям, максимально увеличить этот угол.

Рис. 5. Энергетика арбалета

АРБАЛЕТЫ с измененной конструкцией дуги, предложенные Леонардо да Винчи. Он, по-видимому, нигде не дал объяснения, почему в этих арбалетах используются обратные дуги, а угол тетивы столь мал, особенно у арбалета справа, в котором применены блоки. Исходя из тех рукописей Леонардо да Винчи, где говорится об арбалетах, можно предположить, что такая конструкция дуг позволяет передавать энергию от дуги к тетиве более эффективно.

 

Рис. 6. Модифицированные арбалетные дуги

ФАКТ СУЩЕСТВОВАНИЯ НЕЙТРАЛЬНОЙ ЗОНЫ в напряженном теле, по-видимому, впервые был открыт Леонардо да Винчи. На этом рисунке изображена пружина (или балка) в деформированном и недеформированном состояниях. Параллельные линии в центре пружины расходятся вверх при ее изгибании книзу. Из текста, сопровождающего рисунок, видно, что Леонардо да Винчи понимал, что в центре пружины напряжения нет, а сами напряжения возрастают пропорционально расстоянию от центра. Опираясь на эти представления, можно найти теоретический предел прочности конструкции.

Рис. 7. Нейтральная зона в напряженном теле

ЗАДАЧА О ПОЛОЖЕНИИ ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ движущегося тела вызывала большой интерес у Леонардо да Винчи, что нашло отражение в этом рисунке, на котором изображена стрела, выпущенная из арбалета вертикально вверх древком вперед. Из рисунка видно, что Леонардо да Винчи догадывался, что стрела вращается вокруг своего центра тяжести, который перемещается по той же траектории, как и в случае, если бы она была выпущена правильно. Рисунок является, вероятно, первой попыткой применить понятие центра тяжести в динамике. Это было шагом вперед на пути к попытке Ньютона рассматривать планеты как движущиеся центры массы.

Рис. 8. Движение центра тяжести

 1  |  2  |  3


http://www.arjox.org/page-49.html


Спуск на землю сухим листиком

Рис. 23.

орнитопер



 

Перепечатка и использование материалов допускается с условием размещения ссылки Леонардо да Винчи. Сайт художника.