Марианна Алферова - Леонардо да Винчи. Настоящая история гения
Лодка Фултона не нашла применения из-за консерватизма сначала французских, а потом британских властей. Так что Фултону предложили забыть про свое изобретение, после чего он вернулся в Америку, где построил первый пригодный для эксплуатации пароход «Клермонт».
В 1834 году в Петербурге, на Александровском литейном заводе по проекту Карла Шильдера был построен подводный корабль водоизмещением около 16 тонн. Это была первая в мире металлическая подводная лодка с корпусом длиной 6 метров, шириной 2,3 метра и высотой около 2 метров. Ее изготовили из котельного железа. Для движения использовались лопасти, похожие на лапы водоплавающей птицы. Лодка предназначалась для военных целей и потопления кора блей противника. Однако она могла передвигаться всего лишь со скоростью 0,3 узла. Было ясно, что при использовании мускульной силы металлические лодки не смогут развить большую скорость, а такой тихоходный корабль никому не был нужен.
Ученые раз за разом изобретали и испытывали подводные лодки, однако все их усилия разбивались о непреодолимую стену – малую мускульную силу человека, не способного перемещать металлическую субмарину с приличной скоростью.
В 1854 году на подводной лодке устанавливают паровую машину. Это сдвинуло дело с мертвой точки, но породило новые проблемы: паровая машина могла передвигать лодку, но она была не способна работать в замкнутом пространстве. Поэтому субмарины на паровом ходу передвигались на небольшой глубине с торчащими над водой трубами… Все попытки использовать специальное топливо или создать специальную конструкцию котла порождали новые проблемы. Поэтому изобретатели пытались придумать иной способ передвижения лодок. В 1863 году в США создается лодка, на которой для подводного хода используется электродвигатель. В 1866 году в России строится лодка, передвигать которую планируют с помощью баллонов со сжатым воздухом. После создания нескольких неудачных лодок американский изобретатель Джон Холланд в 1900 году создал субмарину «Холланд-9» («Плунжер-II»). На этой лодке был установлен бензиновый двигатель мощностью в 45 лошадиных сил, который обеспечивал скорость уже в 6 узлов. Наконец-то был создан по-настоящему удачный корабль!
В дальнейшем подводный флот начинает стремительно расти – тем более что в период Первой мировой войны подводные лодки показали себя грозным оружием.
Рассказывать более подробно о развитии подводного флота в рамках этой небольшой книги о Леонардо, думаю, нет нужды. Каждый, кто заинтересовался историей подводного флота, найдет достаточно материала в других научно-популярных книгах.
Но даже этот маленький очерк дает представление о том, сколь труден путь, который необходимо преодолеть от простой идеи «а хорошо бы человек плавал под водой в лодке» до создания реального проекта, до запуска корабля «в серию».
Однако без первоначальной идеи, без того момента, когда изобретатель восклицает «Эврика!», трудный путь так и не начнется.
Спасательный круг
Вода не только влекла и завораживала Леонардо, но и пугала. Он оставил немало рисунков, где изображал все ужасы потопа. Эти рисунки он сделал уже в конце жизни. Гигантские волны уничтожают мир, и ничто не может им противостоять.
«Наводнения опередят все другие разрушительные ужасы. Причиной их станут вышедшие из берегов реки», – писал Леонардо.
И далее указания, как рисовать потоп, – самому себе, быть может…
«Пусть темный сумрачный воздух будет движим стремительным натиском яростных ветров и прорезаем нескончаемым дождем, смешанным с градом… И пусть горы обрушиваются вниз, на дно долины, и образуют там барьер для поднимающихся вод; а воды все равно прорывают этот барьер, вздымаясь громадными волнами…»
В самом ли деле опасался Леонардо грядущего потопа или просто дал волю воображению и выпустил на свободу все потаенные страхи?
Быть может, пытаясь спастись от пугавшей и завораживающей его стихии, Леонардо придумал спасательный круг.
Это изобретение Мастера могло бы спасти немало жизней – окажись оно внедрено в практику. На рисунке, найденном в записках Леонардо, спасательный круг выглядит точно так же, как современный. Неизвестно, из какого материала да Винчи собирался его изготовить, возможно из пробки. Во всяком случае, не было никаких препятствий для создания спасательного круга в XV веке.
В Англии спасательный круг называют «кольцом Кизби» – в честь военно-морского офицера XIX века.
А надо бы назвать кольцом Леонардо.
Машина для очистки речного дна (землечерпалка, драга)
Для строительства каналов и очистки дна Леонардо изобрел машину-землечерпалку. Скорее всего, он разрабатывал этот проект, когда жил в Риме, и предполагал использовать свое детище для очистки Понтийских болот.
Сама машина помещалась между двумя баржами, что делало ей устойчивой, – конструкция напоминает современный катамаран[52]. Механизм приводился в движение с помощью ручки, которую вращал один человек или даже целая бригада. Усилие передавалось на колесо цевочной передачи. Маленькое колесо в виде барабана с деревянными пальцами вращало большое, давая выигрыш в силе. Большое зубчатое колесо находилось на одной оси с барабаном, на который было насажено четыре черпака. Черпаки были сделаны в виде клювов – так, чтобы извлеченный ил не выпадал обратно, пока его не сгрузят на баржу, плывшую вместе с машиной в просвете «катамарана». Глубина забора ила регулировалась с помощью вертикального перемещения цилиндра, на котором крепились ковши. Одновременно с движением черпаков на барабан наматывалась веревка, прикрепленная к колу, вбитому в берег. Здесь в конструкции опять применяется принцип – от одного привода усилие передается на несколько механизмов и исполнительных органов. Живи Леонардо в наши дни, он бы непременно стал непревзойденным специалистом в области автоматизации производства, создавая роботизированные линии.
Леонардо да Винчи. Машина для очистки речного дна
К сожалению, у этой машины имелся серьезные недостаток: землечерпалка могла работать только на мелководье – потому как глубина очистки не превышала длины рычага. А если увеличить длину рычага – придется увеличить необходимое усилие для вращения барабана. К тому же при этом уменьшалась устойчивость машины. Возникает также вопрос: хватило бы мускульного усилия нескольких людей, чтобы одновременно приводить в действие землечерпалку и перемещать «катамаран»?
Однако да Винчи придумал машину и для очистки глубоких каналов – в этом случае ковш напоминает большой плуг, который перемещают по дну.
Для рытья нового канала Мастер придумал ковш с клапаном, который открывался на днище – совсем как у современного экскаватора. Однако опять перед Леонардо встала проблема двигателя: мощности человеческих рук не хватало, чтобы приводить в движение эти машины.
Экскаватор (кран для рытья каналов)
В чертежах Леонардо сохранилась еще одна машина для рытья каналов. Она была разработана в то время, когда он решал задачу, как сделать судоходной реку Арно. Эти работы велись по заказу Флорентийской республики, которой необходима была судоходная река, – в то время это был самый удобный и экономичный вид перевозки грузов.
Название «экскаватор» для этой машины весьма условно. Это скорее способный перемещаться кран для подъема и транспортировки за границы канала вынутого грунта, а не для рытья как такового. Подобная машина должна была облегчить труд землекопов. С ее помощью можно вырыть ров шириной 18 и длиной 6 метров, после чего ее необходимо переместить. Подъемный кран со штангами разной длины мог использоваться на нескольких уровнях, так что землю можно было вынимать одновременно – там, где канал только начинали рыть, и там, где рабочие уже дошли до нужной глубины. Стрелы крана поворачивались на 180° и перекрывали всю ширину канала.
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.
