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Vite Aerea
c.1489. Ms B, f.83 v. Parigi, Institut de France
Si tratta del comunemente noto “antenato” dell’elicottero, per questo motivo è uno dei più famosi disegni che rappresenta il genio di Leonardo. Per progettare la macchina prende spunto dalla conformazione delle vele navali, mentre il meccanismo di rotazione è un’assoluta novità ed è necessario per il sollevamento. La forza motrice esistente all’epoca consisteva principalmente nell’energia idrica e in quella animale, entrambe insufficienti per permettere alla vite di alzarsi da terra. Egli intuisce che girando l’albero centrale, attraverso un’adeguata forza motrice, la vite si sarebbe alzata in volo, “avvitando” l’aria come un qualsiasi materiale solido.
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Studio di Ingranaggi
Cod. Madrid I f.5 r., Madrid, Biblioteca Nacional
Nel pensare alla sicurezza e ad una maggior efficacia nella trasmissione del moto in una macchina più complessa, Leonardo da Vinci si applica nello studio dei singoli ingranaggi che la compongono. Accoppia due ruote dentate, in maniera tale che i denti di una si incastrino tra gli spazi dell’altra. Ottiene così due risultati. Il primo è che muovendo una singola ruota imprime movimento all’altra (aumentando l’efficacia di un’eventuale macchina), l’altro risultato riguarda la sicurezza: non c’è il rischio che i denti, incastrati alla perfezione, fuoriescano dagli spazi andando ad inceppare il meccanismo di trasmissione del moto.
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Alzacolonne
Codice Atlantico, f. 49 v-a [138 r], Biblioteca Ambrosiana, Milano (c. 1495)
A Milano, Leonardo conosce Francesco di Giorgio Martini, ingegnere e architetto. Frutto di questa collaborazione è l’“alzacolonne”. Per prima cosa, la colonna viene posta dentro la macchina, che come una grande impalcatura, la contiene tutta. Il meccanismo si basa sul movimento di un carrello, sul quale poggia la colonna, e di una vite senza fine che alzava l’estremità opposta alla base. Girando una manovella si ingrana il meccanismo e la colonna comincia a addrizzarsi. L’alzacolonne permette di facilitare il lavoro di cantiere e di garantire una maggiore sicurezza durante le operazioni di sollevamento.
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Martello a Camme
c.1497. Codice di Madrid I, f. 6 v. Madrid, Biblioteca Nacional
In questo foglio è descritto un semplice martello, il cui movimento è dovuto ad un ingranaggio particolare mosso da una manovella. L’ingranaggio in questione è la camma, che conosciamo oggi come componente dell’omonimo “albero” nelle nostre automobili. Leonardo sfrutta la proprietà della camma per rendere agile e snello il lavoro della macchina, facendo ricadere sull’incudine tutto il peso del martello. La manovella avrebbe permesso al fabbro di muovere il martello in tutta sicurezza, allontanandosi dall’incudine e quindi dalle scintille e dal fuoco.
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Difesa delle Mura
Codice Atlantico, f. 49 v-b [139 r], Biblioteca Ambrosiana, Milano (c. 1482-85)
La fortuna di Leonardo tra le corti d’Italia passa spesso dalla presentazione di progetti per difendere le città. Non è un caso che Leonardo passi gran parte del suo tempo a pensare metodi ingegnosi e spettacolari per assaltare e difendere le mura. In questo disegno, Leonardo propone un sistema difensivo particolare. Qualora gli assedianti fossero riusciti ad appoggiare le scale contro le mura, una trave nascosta, azionata attraverso un complesso sistema di argani e tiranti mossi da uomini dentro la città, le avrebbe respinte facendole cadere.
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Moto Perpetuo
c.1495-97. Codice di Madrid I, f. 145 r. Madrid, Biblioteca Nacional
Leonardo si schierò contro l’esistenza di un moto perpetuo e in questa dimostrazione della sua impossibilità sfrutta l’attrito, le leggi dell’equilibrio e delle leve. Le asticciole terminano con dei pesi, i quali pesi, una volta mossi, sono causa del movimento della macchina. Proviamo a imprimere una forza girando la ruota di legno. Osserveremo come al momento in cui le asticciole tornano nella posizione iniziale di equilibrio la macchina smetterà di muoversi se non viene dato nuovamente moto.
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Carro Falciante
c.1485, Inv. n. 15583. Torino, Biblioteca Reale
Il carro falciante testimonia lo studio dell’antichità da parte di Leonardo da Vinci durante la fase di progettazione delle sue macchine. In effetti, i carri da guerra erano largamente diffusi nelle civiltà mesopotamiche, nell’Antico Egitto e in epoca greca e romana. Partendo dalla struttura del carro da guerra, Leonardo potenzia l’efficacia delle falci tramite un ingranaggio a lanterna nella gabbia centrale collegato alle ruote del carro. Più velocemente il cavallo corre, tanto velocemente girano le falci e altrettanto letali sono i suoi effetti. Nel disegno, vengono mostrati i corpi mutili e i cavalli imbizzarriti che incarnano bene il concetto di guerra come “pazzia bestialissima” espresso più volte da Leonardo.
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Palestra di Leonardo
MS H f.44, Parigi, Institut de France
Viene comunemente chiamata “palestra”, in quanto, nel disegno contenuto nel Manoscritto H, Leonardo raffigura un uomo che muove contemporaneamente braccia, gambe e collo sollevando in questo modo dei pesi. Si ritiene essere un disegno collegato al tema del volo, in quanto i meccanismi di azione, che comprendono quindi tutto il corpo umano, posto fisicamente al centro della macchina, ricordano quelli degli ornitotteri e delle macchine volanti. Possiamo ipotizzare che questa “palestra” potesse essere sfruttata per esercitare i movimenti sincronizzati dei piloti nelle macchine volanti.
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Robot Tamburellatore
Codice Atlantico, f. 216 v-b [579 r], Biblioteca Ambrosiana, Milano (c. 1495)
Le macchine per lo spettacolo e l’intrattenimento rappresentano una parte consistente degli interessi di Leonardo da Vinci, ripresi spesso dal filone di studi sugli automi, che trovano un’origine scientifica in età ellenistica e passano attraverso i secoli fino ad arrivare nelle pagine di Leonardo. Nei primi anni Duemila, il Prof. Carlo Pedretti, assieme alla Dott.ssa Sara Taglialagamba, ha letto questo disegno del Codice come un “esploso” di un automa. La ricostruzione ha portato alla composizione di un robot tamburino da parata. L’automa, montato su un carro probabilmente trainato da buoi, riceveva mediante un meccanismo a lanterna l’impulso a battere sul tamburo le mani in modo alternato.
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Girarrosto a Vapore
c.1480-85. Codice Atlantico, f. 5 v-a [f. 21 r]. Milano, Biblioteca Ambrosiana
Il girarrosto progettato da Leonardo è una macchina da cucina che sfiora la perfezione della cottura. La sua prerogativa è infatti quella di sfruttare l’energia prodotta dal calore del fuoco che cuoce le pietanze per far muovere una pala posta in alto nel comignolo. Le pale sono collegate direttamente allo spiedo, tramite un sistema di catene. In questo modo la velocità di rotazione dello spiedo è prodotta dall’intensità del fuoco: più sarà intenso, più velocemente girerà lo spiedo permettendo così alla carne di non bruciare, viceversa la cottura a fuoco lento avviene grazie ad un fuoco a fiamma bassa.
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Catapulta
c. 1485-90. Codice Atlantico, ff. 50 v-a, b, v-b [140 a-r, b-r]. Milano, Biblioteca Ambrosiana
Leonardo disegna molte catapulte. Molte di queste catapulte sono però sprovviste di congegno di regolazione per la variazione del lancio in base al peso. Inoltre nel telaio non sono riportati viti, chiodi. Leonardo sceglie infatti un sistema di assemblaggio a incastri che permette alla macchina di resistere agli urti e alle forti sollecitazioni del lancio del peso. Inoltre da notare come manchi un meccanismo di bloccaggio e regolazione. Leonardo migliora il suo esemplare di catapulta tramite un meccanismo non solo bloccante ma auto-bloccante, capace di regolare l’accumulo di energia tramite elementi elastici.
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Riflettore
c.1478-80. Codice Atlantico, f. 9 v-b [34 r]. Milano, Biblioteca Ambrosiana
Il riflettore è una macchina teatrale capace di creare effetti luminosi sorprendenti. All’interno di una scatola di legno viene sistemata una candela. Le pareti interne sono realizzate con specchi, mentre all’esterno della parete frontale viene installata una lente, dalla quale fuoriesce la luce, che prima rimbalza all’interno da specchio a specchio. L’effetto che viene così a crearsi è quello di un “llume bello e grande” proiettato da questa macchina di scena. Questo antenato di un “effetto speciale” sfrutta le leggi sulla riflessione della luce e dell’ottica (per costruire la lente e gli specchi) allo scopo di sbalordire il pubblico.
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Cuscinetto a Sfere
c.1497. Codice di Madrid I, f.20 v. Madrid, Biblioteca Nacional
Studiando il moto e le sue trasformazioni, Leonardo affronta anche il problema derivato dall’attrito. La forza di attrito è una forza resistente che rende difficile il movimento. Per risolvere il problema causato dall’attrito, Leonardo ricorre al cuscinetto a sfere, molto simile a quello che ancora oggi è largamente utilizzato. La forma sferica infatti riduce l’attrito permettendo un movimento più continuo e omogeneo. Leonardo impiegò il dispositivo in tantissime macchine, anche nella realizzazione di un grande palcoscenico in legno ruotante per la rappresentazione teatrale della Favola di Orfeo a Milano, oppure per far ruotare su se stesso un cannone sul ponte di una nave.
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Macchina per Sollevare Oggetti
c. 1497. Codice di Madrid I, f. 43 r. Madrid, Biblioteca Nacional
Leonardo dimostra di saper padroneggiare le leggi della statica e della fisica in molte delle sue macchine per sollevare pertiche, colonne e pennoni. In questa macchina, Leonardo adotta il principio secondo cui il movimento di ogni peso sarà più facile per la linea orizzontale. Il piede della pertica poggia infatti su una coppia di ruote che possono essere trainate sia dalla corda orizzontale, sia dalla obliqua. Il sistema di innalzamento ingegnoso e pratico si adatta ai lavori di cantiere, ma rende chiara la grande conoscenza che Leonardo aveva sull’equilibrio dei corpi.
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Aliante
c.1493-95. Codice Atlantico, f.309 v-a [846 v]. Milano, Biblioteca Ambrosiana
L’aliante rappresenta un progresso tecnico e scientifico di non poco conto negli studi di Leonardo sul volo dell’uomo. A partire dagli anni Novanta del XV sec., intuisce l’importanza dell’aereodinamica e progetta macchine volanti con le ali parzialmente fisse, osservando le ali dei pipistrelli e dei grandi volatili. A dire la verità, l’ala è fissa solo al centro, nelle immediate vicinanze del pilota, mentre le parti esterne sono mobili. Grazie a carrucole e maniglie, il pilota sarà così in grado di battere le ali esterne, mentre rimane in posizione verticale al centro della macchina, inserendo la testa nel foro centrale e facendosi posare sulle spalle tutto l’ingombro dell’aliante.
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Camera degli Specchi
c. 1486. Ms. B, f.28 r. Parigi, Institut de France
Leonardo da Vinci applica le leggi dell’ottica e della riflessione in numerosi campi di azione: in pittura padroneggia la tecnica prospettica, in anatomia studia il sistema dei nervi ottici e li distingue in motori e sensori, nel campo scenografico realizza macchine illusionistiche, di grande spettacolarità. Un caso noto anche oggi è la camera degli specchi. Ponendo un oggetto al centro della camera, gli otto specchi riflettono l’immagine facendo vedere l’oggetto stesso in tutti i suoi lati senza doversi spostare. Si tratta di un fenomeno ottico chiamato riflessione multipla.
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Carro Armato
c.1483-85. Inv. n. 1860-6-16-99. Londra, British Museum
Nel 1485, Leonardo da Vinci progetta un carro coperto, alto 3 metri, corazzato esternamente con legno e rifinito all’interno da placche metalliche, a forma di testuggine, corredato di torretta interna per l’osservazione del campo di battaglia da una posizione rialzata. Il fuoco è affidato a cannoni disposti intorno allo scafo per sparare da ogni direzione. Per il movimento necessita di soli otto uomini che muovono degli ingranaggi dentati interni. Il carro doveva sostituire la cavalleria: con l’avvento delle armi da fuoco, durante le battaglie i cavalli imbizzarrivano per lo strepitio e gli scoppi dei cannoni, disarcionando cavalieri e causando così danni al proprio esercito.
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Ornitottero Verticale
c. 1488-89. Ms. B, f. 80 r. Parigi, Institut de France
L’ornitottero è un’altra visionaria macchina volante di Leonardo, composta da una “navicella”, quattro ali disposte a coppia di due che si muovono a croce e una scala. Il pilota si inserisce al centro del meccanismo, in posizione eretta, e viene imbrigliato. Muovendo braccia, gambe e testa dovrebbe riuscire a far sollevare la navicella e spiccare il volo in maniera ascensionale. Per il decollo, predispone una scala retrattile, mentre per l’atterraggio un sistema di ammortizzatori.
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Ponte Arcuato
c. 1508. Codice Arundel, f. 54 r, Londra, British Library
Facendo risaltare il suo carattere pratico e concreto, Leonardo progetta un ponte di semplice montaggio e formato da materiali facilmente reperibili. Si tratta del ponte arcuato, un modello di ponte leggero e forte che sta in piedi grazie all’incastro di tronchi di legno. La sua forma ad arco è adatta per l’attraversamento rapido di correnti d’acqua, come torrenti o ruscelli. Il ponte era conosciuto con il nome di “salvatico” (ossia “di salvezza”) perché serviva per velocizzare le eventuali fughe degli eserciti in rotta data la sua praticità di costruzione.
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Proiettili Ogivali
c. 1508. Codice Arundel, f. 54 r, Londra, British Library
Quando Leonardo viene nominato architetto e ingegnere da Cesare Borgia approfondisce gli studi sull’arte militare e sulla balistica. Riguardo alla balistica, Leonardo inizia a concepire la funzione dell’aria nella traiettoria dei proiettili.
Con la sua consistenza, l’aria influenza la traiettoria e la forza del proiettile, perciò Leonardo progetta e disegna dei proiettili ogivali, che risultano moderni per la loro forma aerodinamica e per le alette direzionali, migliorando così la precisione di tiro e la stabilità della traiettoria.
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Vite Aerea
Studio di Ingranaggi
Alzacolonne
Martello a Camme
Difesa delle Mura
Moto Perpetuo
Carro Falciante
Palestra di Leonardo
Robot Tamburellatore
Girarrosto a Vapore
Catapulta
Riflettore
Cuscinetto a Sfere
Macchina per Sollevare Oggetti
Aliante
Camera degli Specchi
Carro Armato
Ornitottero Verticale
Ponte Arcuato
Proiettili Ogivali
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