Машина Леонардо передвигалась по двум направляющим (рельсам) с помощью лебедок и винтовой передачи, перемещающей каретку. Работала она так: землекопы наполняли ящик землей из траншеи, в то время как вторая бригада выгружала вынутую землю за пределами будущего канала. При этом нагружаемый и разгружаемый ящики были связаны одной веревкой. Придумка заключалась в чередовании бригад, занятых загрузкой и выгрузкой земли.
Возможно даже, что эта машина была построена и использовалась.
Леонардо да Винчи. Кран для рытья каналов (экскаватор)
Однако первое применение экскаваторов зафиксировали уже в тридцатых годах XIX века. Эту машину, которая передвигалась по железнодорожному полотну с помощью парового двигателя в 15 лошадиных сил и могла заменить поначалу пятьдесят рабочих, построил американский изобретатель Элиш Грейвс Отис. Этот прапрапрадед современных экскаваторов был снабжен ковшом объемом немногим более одного кубического метра и предназначался исключительно для выемки грунта.
Это и есть те самые «легкие и прочные мосты», которые обещал Леонардо правителю Милана Лодовико Сфорца в своем «рекламном» письме. Такие сооружения без особого труда можно построить из доступных материалов – стволов растущих поблизости деревьев, их удобно перемещать с помощью канатов. Мосты предназначались для военных целей, чтобы облегчить форсирование рек. С помощью таких незамысловатых конструкций войска мог ли передвигаться быстро и незаметно. А всем известно, как важен в военной кампании фактор неожиданности. Этот мост кажется довольно неуклюжим на первый взгляд. Но проведенные опыты показали, что конструкция устойчива и вполне пригодна для переброски армии того времени.
В своих дневниках Леонардо записал, как именно стволы должны быть размещены и как они должны быть связаны друг с другом. Он также упоминает материалы, которые должны использоваться, и технические уловки.
Еще одна идея временного военного моста – это вращающийся однопролетный мост в форме параболы.
По замыслу Леонардо, подвижная часть моста крепилась канатами к вертикальному пилону[53]. В основании моста находилась опора, вокруг которой мост вращался. С двух сторон от моста помещались лебедки в виде барабана, насаженного на деревянный вал. В морском деле они называются кабестанами. Наверняка вы видели кабестаны в фильмах, когда моряки, горланя залихватскую песню, выбирают якорь.
При вращении лебедки на нее наматывается канат, соединенный через блок с мостом. Одна лебедка поворачивала мост так, что переправа прекращалась, вторая – приводила его в рабочее состояние, и мост соединял берега.
Леонардо да Винчи. Разборный мост
В обычном положении мост стоит на берегу. Чтобы обеспечить переправу, его вращают с помощью канатов и лебедки вокруг опоры. Внизу, под мостом, на коротком «плече» моста располагалась клеть, набитая камнями. Она служила противовесом при балансировке и опускании моста на противоположный берег. Такой мост прост в управлении и легко перемещается с одного места на другое.
На рисунке есть пометка Леонардо: «Очень легкий и все же крепкий мост, прост для перемещения, удобен для вылазок и преследования врага, по сравнению с другими мостами является безопасным и не может быть сожжен от огня сражений и легко разбирается и устанавливается».
Сейчас модель этого моста можно купить в магазине. Вот насколько идеи Леонардо вошли в нашу жизнь!
Леонардо да Винчи. Поворотный мост. Рисунок Леонардо, сделанный пером и чернилами, с пояснительными записями
Реконструкция поворотного моста
В 1502 году да Винчи сделал чертеж самого амбициозного своего проекта в области мостостроения. Он придумал огромный однопролетный мост. Пролет над водой составлял 233 метра, а вся длина – порядка 350 метров. Ширина моста – 23,75 метра (Леонардо указывает размеры во флорентийских локтях, а не метрах, разумеется, – метрической системы во времена да Винчи еще не существовало). Построить это грандиозное сооружение Леонардо предлагал турецкому султану Баязиду II. Огромный мост должен был обеспечить переправу через пролив Босфор в месте, которое называется Золотой Рог. Этот мост должен был соединить Галату – предместье Константинополя, где жило много генуэзцев, со Стамбулом. Флорентийцы поддерживали в те годы с турками дружеские отношения. В письме к султану Леонардо писал: «Я слышал, что ты имеешь намерение соорудить мост из Галаты в Стамбул, но что ты не соорудил его из-за отсутствия знающего мастера». Под мостом Леонардо могли свободно проплывать парусные суда. Сами понимаете, мост в то время так и не был построен, первый (понтонный) мост через пролив появился лишь в 1836 году.
Что касается проекта Леонардо, то на тот момент это были размеры просто фантастические. Самый большой существовавший при жизни Мастера мост – это мост через реку Адду, построенный в 1370–1377 годах, с пролетом 72 метра и высотой в 21 метр. Так что наверняка грандиозность замыслов Леонардо отпугнула заказчика.
Но мост Леонардо все же появился…
В 2001 году в Норвегии, в городке Арс построили по наброскам Леонардо пешеходный мост, правда, куда меньших размеров. Это первый случай за 500 лет, когда архитектурный проект, намного опередивший свое время, получил наконец реальное воплощение. «Архитектурные формы 70-х годов выглядят более старомодными, чем чертеж Леонардо», – считает инициатор работ, архитектор Вебьюрн Санд.
Мост в Норвегии, построенный по чертежам Леонардо спустя 500 лет после создания проекта Мастером
Норвежскому коллеге да Винчи удалось убедить дорожное ведомство Норвегии принять решение о реализации проекта, которому уже несколько столетий. Новый мост уступает своему прототипу в длине – 100 метров вместо 350-ти, – однако он в точности повторяет все конструкторские и эстетические достоинства моста Леонардо. Мост этот находится в 35 километрах к югу от Осло и служит пешеходным переходом над автострадой Е-18. Высота его 8 метров. При реализации проекта пришлось отказаться лишь от одной задумки Леонардо – мост построили из дерева, тогда как Мастер планировал сделать его из камня. Но каменный мост был слишком дорог даже для норвежцев, поэтому решено было взять в качестве материалов сосну и тик. Так что мост обошелся всего в 1,36 миллиона долларов.
История этого моста – пример того, что прекрасная идея все равно дождется своего воплощения. Если найдется энтузиаст, чтобы ее воплотить.
Лодка с гребными колесами
Подобные механизмы встречаются еще у Франческо ди Джорджо Мартини – итальянского художника, скульптора, архитектора, изобретателя и военного инженера, который был тринадцатью годами старше Леонардо. Самого же ди Джорджо вдохновляли исследования в области механики, принадлежавшие сиенскому нотариусу и университетскому секретарю Мариано ди Якопо по прозвищу Таккола (то есть «Галка»). Так что предшественники у да Винчи были. Но он, как всегда, двинулся дальше.
Раздумывая над тем, как улучшить навигацию по рекам и каналам, Леонардо придумал лодку с гребными колесами. У нее нет весел, она напоминает колесный пароход, который появится только в XIX веке. Разумеется, у да Винчи не было в распоряжении паровой машины, так что лодка приводилась в движение с помощью педалей. Это мог делать один человек или сразу несколько. С помощью остроумного механизма возвратно-поступательное движение преобразуется в равномерное вращательное.
Реконструкция лодки с гребными колесами
Работает вся система следующим образом. Ремень, продетый в прорези педалей, вращает шкив, а вместе с ним и барабан цевочной передачи. С него движение передается на два колеса с деревянными пальцами. Колеса имеют пальцы-зубья как на окружности по внутренней плоскости, так и по ободу. Эти распложенные на ободе пальцы еще через два барабана цевочной передачи заставляют вращаться валы с гребными колесами.
В принципе эта лодка отдаленно напоминает водный велосипед.
Спустя несколько лет колесо, подобное гребному колесу лодки, Леонардо использует при испытании своего проекта центрифуги. Машина предназначалась для откачки воды из пруда. Леонардо изготовил «лабораторную» модель для исследования работы центрифуги. А рабочая модель так и не появилась.
Подобные гидравлические машины для исследований будет спустя много лет строить Галилей.
Шлюзы и другие гидравлические сооружения
Во времена Леонардо весь Милан был окружен каналами. Самый большой – он так и назывался: Большой канал – был длиной в 50 километров. Теперь многие из этих водных артерий засыпаны и зачастую превратились в улицы.
