那些达·芬奇的设计

　　文/ 庄清湄

　　1、螺旋桨

　　这是根据达·芬奇最著名的一幅素描制作而成，有专家认为这是直升机的祖先。据说达·芬奇的灵感来自从中国传入欧洲的儿童玩具竹蜻蜓，竹蜻蜓是由一个螺旋桨和一根纵轴构成，旋转纵轴，螺旋桨即可旋转。在素描的边上，达·芬奇详细叙述了这件发明的制作和飞行方法：螺旋桨直径5 米，由芦苇、亚麻布和金属线制成，只要四个人站在平台中间各自用力牵拉面前的横木使中心轴上

　　升，就能带动螺旋桨旋转，装置就能飞起来。不幸的是，人类并没有足够的发动力带动500 斤的重物脱离地面。

　　人类飞行是达·芬奇一生从未停止过的研究项目，不同于大多数人对飞行的庸俗理解， 达·芬奇的飞行是为了逃离现实。

　　2、自动锤击机

　　达·芬奇时代的金属加工是异常艰难的， 铁匠们要不厌其烦地锤击红热的金属，才能铸造出剑和工具。达·芬奇则发现利用凸轮(偏心轮)能减轻铁匠的工作量。

　　在他的设计中，转动手柄，手柄带动旋转轴上的偏心轮旋转，偏心轮又带动铁锤做上下运动。将烧红的铁块置于铁锤和铁砧之间，铁匠只需摇动手柄就可以铸成铁器。后来，当手柄由水流循环提供动力之后，这个锤击机就变成全自动的了。

　　3、降落伞

　　降落伞的主体是被木棒支撑开的亚麻布， 大约7 米长。达·芬奇在笔记中说，只要有这样的装置，人们可以从任意高空落下而不受伤。但是一根连接身体和木棒的皮绳的存在又说明降落伞并不是十分可靠，当时的试验只局限于从树、塔和悬崖上下落。

　　一位跳伞运动员曾经试验过达·芬奇的设计，他从3000米高空的热气球上跳下，据他所说， 下降过程比用现代降落伞跳下更加流畅。但是如果体重超过90 公斤的话，着地时就很容易受伤。

　　4、明轮船

　　明轮船是一种在船的两侧装着明轮的轮船，早在马克·吐温小说里提到密西西比河上的明轮船之前几个世纪，达·芬奇就将自己掌握的机械工程学知识用于制造操作简单而行动迅速的轮船了。在这个设计中，士兵只需踩动踏板带动旋转叶片，轮船即可在水上快速前进。

　　达·芬奇善于从自然生物身上获取灵感。例如，他设计的船只都是基于鱼的形状和运动方式，这艘船渐缩的船头可以使船只更灵活地调转方向，就像一条鱼在水中穿行一样轻而易举。

　　5、水力锯

　　水力锯这个装置在达·芬奇时代是家喻户晓的名字。从水槽流下的水流提供源源不断的动力，带动刀锯和支持树干的架子作反方向运动。这样，不费吹灰之力，就可以把一整根树干切成木板。这些原始机械的应用很大程度上减轻了手工匠人的劳动强度，使其可以将更大的精力放在改进技术上。

　　6、风力仪

　　达·芬奇设计风力仪的目的是研究通风口的面积大小对风速的影响。风分别从两个大小不一的圆锥底面吹向齿轮，产生更大风力圆

　　锥将带动齿轮运转。通过观察齿轮是顺时针还是逆时针运转就可以判断出哪个圆锥产生的风力更大。

　　7、差速齿轮车

　　该装置可以改变两只轮子所受的摩擦力， 后人受到启发，将其安装在汽车后车轴上，拐弯时可改变车轮的旋转速度。

　　8、坦克

　　达·芬奇设计坦克的目的是为了帮助士兵在危险地带安全行进。他在当时已有的设计成果上做了修改，用龟壳形状的外壳裹住大炮， 在拥挤的坦克内部，8 个士兵只需旋转和不同车轮相连的曲柄就可以发动坦克。倾斜的钢顶又可以使敌人的炮弹无法在坦克顶停留。但这个设计有一个缺陷，即坦克发动时， 前轮和后轮可能朝相反的方向前进。但也有人说，达·芬奇这么做是故意的，因为他反对战争，是个天生的和平主义者。

　　9、

　　科幻电影诞生前的几个世纪，达·芬奇就开始发明机器人了。他1495 年设计的机器人外形与人体非常相似，被认为是历史上的第一个机器人设计。设计图纸在1950 年代被发现， 但在达·芬奇时代是否制作完工就不得而知了。机器人是一位身披德意志风格盔甲的中世纪骑士，关节处用滑轮连接，可以做出站立坐下、挥动胳膊、点头摇头、张合下颚等多种动作。

　　10、斯福尔扎铜马

　　斯尔福扎铜马是达·芬奇为15 世纪前后的米兰宫廷贵族弗朗西斯科·斯福尔扎专门设计的。图纸绘于1491 至1493 年间，1967

　　年被马萨诸塞州立大学的一位博士发现。当时的骑马像都是或走或跑，马的左前腿抬高，其余几条腿则立于底座上。达·芬奇本想把马设计成后腿直立的动作，但似乎难以平衡马身，最终放弃了这个想法而采用传统的小跑姿势。铜马的黏土模型于1493 年制成，但不知何种原因被毁，雕像本身也没有铸成。

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