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Le invenzioni di Leonardo da Vinci

I disegni leonardeschi sono la testimonianza di un periodo straordinario quale fu il Rinascimento italiano, ricco di cultura e grandi progetti. Una testimonianza che narra degli uomini e di ciò che essi esprimevano e producevano, delle macchine da loro create e usate per le costruzione di chiese, palazzi, fortezze, delle macchine per la guerra, per il lavoro, per la produzione e il commercio delle merci la cui disponibilita' condizionava la vita dei potenti e delle loro corti.

Con i suoi disegni di straordinaria chiarezza ed efficacia Leonardo ci da' un'immagine di se stesso, dell'uomo che, formatosi in una delle città più vive e stimolanti del suo tempo quale era Firenze, inizio' a percorrere una strada autonoma di ricerca ed elaborazione di idee e di progetti che toccavano molti settori, dall'idraulica alla meccanica, dal volo all'anatomia, all'ottica...

Dagli oltre 6.000 fogli di Leonardo vi riportiamo alcune delle idee più interessanti.

Macchine da guerra terrestri

Acciarino automatico a pietra focaia

Il modello rappresenta una delle idee che Leonardo elaborò per migliorare l'accensione delle armi da fuoco. Il dispositivo è costituito da una molla elicoidale collegata, tramite una catena snodabile, ad una ruota superiore che, girando, strofina contro la pietra focaia (sulla sinistra) provocando la scintilla. Il grilletto è sulla destra. La catena articolata a tre maglie è ingrandita e ricostruita a parte.

Il foglio presenta due dispositivi per accendere a ripetizione la carica di un'arma da fuoco. Il disegno dell'acciarino, di grande bellezza, è accompagnato da una didascalia ed è contrassegnato da alcune lettere ad indicare le parti meccaniche che verranno successivamente citate " Necessita stabilisce in questo caso 3 molli, delle quali la prima attende alla revoluzione della rota, la seconda allo spignere la pietra dcontro a essa rota, la terza a civare detta rota, eccetera. Del modo del fare alla rota. Esce del p, polo della rota, la fronte quadrata d'esso polo..." . Il disegno è databile tra il 1497 e il 1500.

Affusto di cannone a code divaricabili

Il modello rappresenta un affusto di cannone a code divaricabili molto innovativo e interessante perché consente di coprire notevoli settori di brandeggio (rotazione di una bocca da fuoco su di un piano orizzontale) e di assicurare la stabilità del tiro con la bocca da fuoco che può spostarsi velocemente sia in orizzontale, mediante un sistema a guida, che in verticale mediante un sistema a pioli.

Su entrambi i fogli disegni di affusti per cannoni e particolari costruttivi. Foglio recto a sinistra: piccolo congegno con la scritta "Per dare foco". Foglio verso, anch'esso a sanguigna, con figure e testo mutilati. Ai margini figura di bombarda su affusto e didascalia (in parte mancante) : "il circulo adb è maggiore...cb è però stara congiunto...balla colla sua femmina" .

Argano per il sollevamento delle artiglierie

L'argano era destinato a sollevare pezzi pesanti di artiglieria. La struttura è a classica forma di "capra". Il sollevamento o l'abbassamento avveniva lentamente tramite una vite perpetua e una ruota elicoidale che fungeva da madrevite. Il moto faceva basculare l'asse centrale dove era appeso il cannone.

Il foglio contiene disegni dedicati essenzialmente a due tipi di macchine: l' argano per il sollevamento di grosse colonne e di bombarde con molti particolari, un'altra ( qui non visibile) per il trasporto orizzontale di grossi pesi. Due didascalie.

Artiglieria con elevazione regolabile a chiodo

E' una delle tre bombarde disegnate da Leonardo nello stesso foglio. Per la sua dimensione è destinata ad essere usata nelle azioni della fanteria. Oltre all'affusto leggero a ruote, l'arma ha la possibilità di essere regolata in altezza utilizzando un sistema di bloccaggio mediante pioli. La bombarda è ad avancarica e con bocca da fuoco in bronzo.

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Il foglio contiene tre disegni di bombarde ed è databile tra il 1480 ed il 1482. Sopra la prima bombarda " El peso dal perno indirieto". Sopra la seconda bombarda " dal perno indirieto. Sopra la terza bombarda " dal perno indirieto". Il foglio può' essere messo in relazione alla lettera di Leonardo a Ludovico il Moro dove egli descrive la propria capacità di costruire armi da fuoco veloci da spostarsi e precise nel tiro.

Artiglieria con elevazione regolabile a vite

Fa parte di una delle tre bombarde disegnate da Leonardo nello stesso foglio. E' caratterizzata dall'affusto a ruote estremamente maneggevole e da un sistema di regolazione in altezza mediante vite. La bombarda, ad avancarica e bocca da fuoco in bronzo, era destinata ad affiancare le azioni della fanteria.

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Il foglio riporta tre disegni di bombarde ed è databile tra il 1480 ed 1482.Sopra la prima bombarda: " El peso dal perno indirieto". Sopra la seconda bombarda: " dal perno indirieto". Sopra la terza bombarda " Dal perno indirieto". Il foglio può essere messo in relazione alla lettera di Leonardo a Ludovico il Moro in cui egli descrive la propria capacità di costruire armi da fuoco veloci nell'essere spostate e precise nel tiro.

Artiglieria con elevazione regolabile a vite

Fa parte di una delle tre bombarde disegnate da Leonardo nello stesso foglio. E' caratterizzata dall'affusto a ruote estremamente maneggevole e da un sistema di regolazione in altezza mediante vite. La bombarda, ad avancarica e bocca da fuoco in bronzo, era destinata ad affiancare le azioni della fanteria.

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Il foglio riporta tre disegni di bombarde ed è databile tra il 1480 ed 1482.Sopra la prima bombarda: " El peso dal perno indirieto". Sopra la seconda bombarda: " dal perno indirieto". Sopra la terza bombarda " Dal perno indirieto". Il foglio può essere messo in relazione alla lettera di Leonardo a Ludovico il Moro in cui egli descrive la propria capacità di costruire armi da fuoco veloci nell'essere spostate e precise nel tiro.

Balista lanciasassi

Il modello rappresenta una catapulta a molle, in legno, tirate da una madrevite posta nella base della struttura a capra. Lo strumento di guerra era pensato per ottenere una grossa potenza in modeste dimensioni. Particolarmente interessanti i vari dispositivi per aumentare la flessibilità delle molle assicurando così un efficace lancio.

Sul foglio, databile tra il 1485 e il 1490, sono disegnate quattro catapulte a fionda. Sotto la catapulta qui rappresentata si legge "Molto decomposto". In alto centrale (qui non visibile) la didascalia riporta indicazioni sul trattamento del legno per la costruzione delle catapulte: "Se tu vorrai un legno verde, tondo e diritto, e ogni volta che tu hai tratto, voltala da l'opposita schiena. Questo legno non terrà mai torto (non conserverà mai la piega)".

Balista multipla

La catapulta doppia, a cucchiaio e a fionda, è uno splendido esempio del concetto di forza che Leonardo voleva dare alle sue macchine da guerra. Le balestre vengono avvicinate e tese mediante la torsione di corde provocata con il movimento di ruote dentate e vite senza fine. Successivamente si innestano i due bastoni e si caricano le pietre. Un solo colpo di mazzuolo, provocando la tranciatura delle due zeppe, fa abbassare il bilanciere che trascina in basso i due semiassi. Sganciate così le due ruote dentate dalle relative viti senza fine, si provoca il contemporaneo lancio dei sassi.

Il foglio, databile tra il 1485 e il 1490, contiene il progetto per una grande catapulta doppia. I due disegni in basso illustrano minutamente i congegni di scatto e di caricamento. Didascalie: in alto a destra: "Quando tu hai voltate le ruote che torcano le corde, e tu metti i bastoni delle forme;" a sinistra: "Tutti questi strumenti sono in una medesima aperta. Fa che le braccia de balestri parino braccia 20, e bastoni delle forme siedo braccia 10, le sasso libbre 50"; in basso altre indicazioni e lettere: "Vite senza fine AB- Qui si da col mazzo. Le 2 vite senza fine qui di sopra, cioè AB, voltano le rote de le frombe"

Cannone a tre canne

Al tempo di Leonardo i cannoni erano impiegati soprattutto negli assedi, sia per il loro peso, sia perché richiedevano troppo tempo per la carica ed erano quindi poco utili sul campo di battaglia dove i movimenti delle truppe erano troppo rapidi. Leonardo apportò delle modifiche che prevedevano di aumentare la qualità di fuoco e regolavano velocemente il tiro. Il modello rappresenta un altro tipo di artiglieria leggera: si tratta di un affusto facilmente manovrabile con tre bocche da fuoco ed avancarica. Per migliorare la precisione di tiro le tre bocche possono essere ampiamente regolate in altezza tramite un sistema a pioli.

Il foglio contiene un unico disegno, in parte mutilato, su carta tinta in azzurro di un " carro da tromba" con tre trombe di fuoco. il disegno è databile intorno al 1480-82 e può anch'esso essere messo in relazione con la lettera inviata da Leonardo a Ludovico il Moro nella quale descriveva le sue capacità a costruire una serie di armi da fuoco atte ad essere trasportate velocemente e dotate di una notevole massa di fuoco.

Carro armato

"Farò carri coperti, securi e inoffensibili; e quali intrando intra li nimici con le sue artiglierie, non è sì grande moltitudine di gente d'arme che non rompessimo. E dietro a questi potranno seguire fanterie assai illese e senza alcuno impedimento."

Per portare panico e distruzione tra le truppe nemiche , Leonardo pensa e disegna un carro a forma di testuggine, rinforzato con piastre metalliche, con torretta interna di avvistamento ed armato di cannoni. Il movimento del carro era garantito da 8 uomini che azionavano dall'interno un sistema di ingranaggi collegato alle ruote. Dalle note che accompagnano il disegno si deduce che Leonardo pensò di utilizzare dei cavalli al posto degli uomini, ma la possibilità che gli animali si imbizzarrissero in uno spazio così ristretto e rumoroso dovette ben presto dissuaderlo. La direzione del fuoco poteva essere decisa dagli uomini posti nella parte alta del carro, da dove, attraverso delle strette fessure, potevano vedere il campo di battaglia.

Il foglio, che contiene progetti di carro falcato e di veicolo corazzato (carro armato), è databile attorno al 1487, il disegno è stato eseguito con penna e acquerello. E' disegnato anche l'interno del carro armato evidenziando il particolare sistema di movimentazione del carro stesso.

Carro falciante

Telaio di un carro falciante già esistente al tempo e ripreso in più versioni da Leonardo. Il carro era trainato da cavalli; le ruote, attraverso un sistema di ingranaggi, mettevano in rotazione le falci che, avvertiva Leonardo, potevano "fare agli amici tanto danno quanto ai nemici".

Il disegno è databile intorno al1487.

Catena articolata per acciarino

Il modello rappresenta un particolare della catena detta "molla del foco" impiegata nell'acciarino utilizzato per l'accensione automatica delle armi da fuoco a miccia. Vedi anche acciarino automatico a pietra focaia

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Il foglio contiene vari disegni di elementi meccanici con prevalenza di catene e molle 'revertiginose' o elicoidali. In basso a sinistra appaiono questi elementi di catena con la scritta:" per dare una volta intera". In alto a sinistra (qui non riprodotto) il particolare di una molla , detta "molla del foco", per l'accensione automatica a miccia delle armi da fuoco; la si può ritrovare nel foglio 158 del Codice Atlantico.

Macchina per l'assalto alle mura

Ripreso da antichi testi, il modello proposto da Leonardo rappresenta una macchina da guerra per l'assalto alle mura costituita da una struttura movibile con un ponte corazzato, che, appoggiandosi sulle mura nemiche, poteva facilmente superare il fossato e permettere alle truppe assalitrici di penetrare dentro la città o il castello.

Sul foglio è rappresentata una grossa macchina per l'assalto alle mura con scavalcamento di fossato. Il disegno è databile intorno al 1480.

(Per una alterazione subita, la carta è trasparente e chiara nella parte inferiore, più scura in quella superiore)

Organo a 8 canne

Modello di mitragliera realizzato con una serie di bocche da fuoco di piccolo calibro, dette "scoppietti", montate su un unico affusto a ruote. Un dispositivo a vite permette di regolare l'alzo del pezzo. La disposizione a ventaglio tende ad ampliare il campo di tiro in modo da ovviare all'imprecisione e consente di meglio fronteggiare la carica delle truppe nemiche. L'arma, grazie alla sua modesta dimensione era idonea ad essere spostata velocemente.

Sul foglio tre disegni relativi ad artiglieria a canne multiple. Sopra la seconda figura con le lettere a-a appare la didascalia: " Quella parte del carro che confina colle code delle spingarde, ch'è segnata a, si vuol alzare quando vuoi cavar fuori le code delle spingarde".. Il foglio è databile tra il 1480 ed 1482 e può essere messo in relazione alla lettera di Leonardo a Ludovico il Moro nella quale esponeva le sue capacità di costruire cannoni trasportabili velocemente e precisi nel tiro.

Organo a 33 canne

Modello di mitragliera costituito da 33 piccole bocche da fuoco ordinate in tre file da 11 cadauna su unico telaio rotante. Scaricata la prima fila, l'artigliere avrebbe potuto successivamente mettere in posizione di fuoco la seconda e la terza. Le bocche da fuoco ad avancarica sono fissate al telaio con una cerniera che ne permette la rotazione verso l'alto per il caricamento. Una volta caricate, le canne sono trattenute in posizione da un'asta di metallo fissata ai lati mediante cavicchi.

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Il foglio contiene tre disegni relativi ad artiglieria a canne multiple. Questo, denominato "organo a 33 canne", è il primo in alto e reca la seguente didascalia: "Spingarde a organi "( per la somiglianza con le canne d'organo). "In su questo carro sie 33 scoppietti che se ne trae undici per volta". L'intero foglio è stato disegnato tra il 1480 e il 1482 e può essere messo in relazione alla lettera che Leonardo scrive a Ludovico il Moro nella quale descrive la propria capacità di costruire armi da fuoco veloci nel tiro e facilmente trasportabili.

Proiettili ogivali

I modelli sono stati realizzati per mettere in evidenza le notevoli intuizioni di Leonardo sull'effetto dell'aria sui proiettili sparati dai cannoni. Pur non arrivando ad una formulazione matematica della traiettoria, la presenza di alette e la forma particolarmente moderna dei proiettili danno l'idea di una giusta intuizione riguardo all'attrito che l'aria esercita e l'importanza di una forma aerodinamica che garantisca stabilità ed efficienza di tiro.

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Il foglio contiene il disegno di cinque proiettili ogivali ed in basso un rilievo di terreno. Sotto i proiettili ogivali due scritte: in alto "mezo cioè a metà", in basso "boca aunglata". A sinistra didascalia sulla potenza dei proiettili: "La superchia potenza sopra una medesima resistenzia niente giova al mobile. Ma se la potenzia del motore si trove rà in proporzione col suo mobile, allora el moto fatto dal mobile fia in primo grado di sua valitudine..."

Scala per l'assalto alle mura

Oltre ai sistemi innovativi per l'assalto alle mura di città nemiche, Leonardo ripropone sistemi classici riprendendoli spesso da altre fonti scritte (Vitruvio). Questa scala è fissata ad uno speciale supporto costituito da una ruota, in parte dentata, che fa presa in una vite senza fine. La manovella posta sotto la ruota la mette in movimento in avanti o all'indietro facendola così alzare o abbassare.

Un disegno sullo stesso argomento è riportato nel foglio 29 v. del codice Trivulziano.

Macchine per volare

Aliante con estremità alari manovrabili

Leonardo, mentre intuiva la difficoltà di realizzare il grande sogno di poter volare con macchine volanti a propulsione umana, si orientava verso il volo librato. Nell'aliante da lui concepito la posizione del volatore è studiata in modo che egli si possa bilanciare mediante opportuni movimenti della parte inferiore del corpo. Le ali, che imitano quelle dei pipistrelli e dei volatili di grandi dimensioni, appaiono fisse nella parte più interna (quella vicino alla persona), e mobili in quella esterna . Questa parte può infatti essere piegata attraverso un cavo di comando azionato dal volatore per mezzo di maniglie. Leonardo era giunto a tale soluzione studiando la struttura alare degli uccelli e osservando che la parte interna delle loro ali si muoveva più lentamente di quella esterna e che perciò serviva più a sostenere che a spingere in avanti.

Disegno eseguito a sanguigna e penna. Il foglio contiene tre disegni di ala articolata con sistema di cinghie passanti tra le gambe ed attorno al corpo del volatore. Leonardo riduce la struttura alla forma più semplice con ali direttamente applicate al corpo umano (ornitottero). La nota lungo il margine, aggiunta in un secondo tempo, non riguarda i disegni sopra descritti, ma riporta osservazioni relative

All'interno del laboratorio "Le fantastiche macchine di Leonardo da Vinci" è stato ricostruito un modello interattivo dell'aliante, azionabile direttamente dal pubblico..

Ala articolata

Nello sforzo di riprodurre fedelmente la struttura d'ala degli uccelli, Leonardo disegna questo congegno con meccanismi di trazione e torsione della parte esterna dell'ala. Le articolazioni sono collegate a mezzo di tiranti. Il dispositivo cosi' concepito doveva garantire il ritorno automatico dell'ala flessa. Particolare cura viene rivolto allo studio delle molle e delle giunture fra le varie parti dell'ala.

Il foglio, databile attorno il 1496, contiene lo studio per una ala articolata e alcuni particolari sulle giunture e molle da usarsi per la costruzione della stessa. Il disegno dell'ala, eseguito con matita e penna, riporta le lettere n-r-m-o-f che Leonardo riprende nelle didascalie. Sotto la grande figura d'ala si legge "di pannicola o di pesce rondine" e ancor più sotto e per il lungo "Tolli n' iscambio di molla, fila di ferro sottili e temperate; le quali fila sieno di medesima grossezza e lunghezza infra le legature, e arai le molli d'equal potenzia e resistenzia, se le fila in ciascun sieno di pari numero".

Anemometro

Leonardo disegna due tipi d'anemometri ; questo è detto a " lamelle " o " pennello " e si tratta di un semplice legno graduato dotato di una lamina che si sposta in funzione della forza del vento. Lo strumento serviva per lo studio delle condizioni atmosferiche, per garantire la sicurezza del volo.

Il foglio contiene vari disegni di strumenti sul volo e di congegni di altra natura. Il disegno dell'anemometro, databile tra il 1483 ed il 1486, è accompagnato da una interessante didascalia in cui Leonardo evidenzia la necessità di affiancare a questo strumento un orologio a fine di poter determinare la velocità del vento : " A misurare quanta via si vada per ora col corso d'un vento. Qui bisogna un orilogio che mostri l'ore, punti e minuti " .

Anemoscopio

Particolare dello strumento per il volo denominato " inclinometro a lamelle " , pensato per capire rapidamente da che parte soffia il vento. Faceva parte degli strumenti che Leonardo riteneva necessari per chi volava, per conoscere le caratteristiche dell'aria o del vento.

Il modello del Museo

Attrezzo per la prova dell'ala battente

Secondo Leonardo, se lo sperimentatore fosse riuscito ad abbassare con sufficiente rapidità la lunga leva, l'ala ad essa attaccata, appoggiandosi sull'aria, avrebbe dovuto sollevare il peso del pancone pesante all'incirca quanto quello di un uomo. Per ottenere questo risultato, Leonardo calcolava che l'ala dovesse misurare circa 12 metri in lunghezza e larghezza e che pertanto due ali di questa dimensione fossero sufficienti a sollevare e mantenere in aria l'uomo e la sua macchina volante.

In questo disegno, databile tra il 1483 e il 1486, Leonardo descrive come misurare la portanza specifica di un'ala. Prima fa uso di una bilancia, visibile nel disegno in alto, e successivamente dell'attrezzo con cui si doveva verificare la possibilità di sollevare un pancone pesante 200 libre (68 kg circa). La nota evidenzia l'importanza della velocità nell'abbassare l'ala. Leonardo riporta infine un interessante esempio di come l'uomo, immerso nell'acqua, riesce a sollevarsi abbassando e quindi alzando velocemente le braccia, invece di muoverle lentamente. In un'altra nota riportata nel Codice Atlantico, foglio 825 r., dopo aver constatato che l'apertura d'ala di un'anatra espressa in braccia corrisponde alla radice quadrata del peso di tale animale, Leonardo calcola che per sollevare un uomo con la sua macchina volante (per complessive 400 libre, ossia 136 kg), occorra un'apertura alare pari circa alla radice quadrata del peso: 12 metri. L'esperimento andrebbe fatto in collina, in modo da essere favorito dalle correnti ascensionali. Per poter riprodurre questa situazione di "aria piena", come Leonardo cita è sufficiente adottare una manovra che definiremo a ventaglio: si tiene l'ala in basso, la si fa poi sollevare al massimo, e quindi subito dopo la si fa riabbassare. Il vuoto d'aria creato nel sollevamento crea cosi' una corrente d'aria simile alle corrente ascensionali.

All'interno del laboratorio "Le fantastiche macchine di Leonardo da Vinci" è stato ricostruito un modello interattivo dell'ala battente, azionabile direttamente dal pubblico..

Inclinometro

Lo strumento serviva a controllare la posizione di volo delle macchine volanti ideate da Leonardo. Per raggiungere la posizione orizzontale, indispensabile in alcune condizioni di volo, la pallina posta all'interno della campana di vetro si doveva trovare proprio nel centro dello strumento. La campana serviva ad evitare colpi di vento sulla pallina.

Il foglio contiene, in alto, disegni relativi alla scienza dei pesi applicata alle bilance ed esperienze per misurare la robustezza delle viti; in basso, il disegno dell'inclinometro, databile tra il 1483 ed il 1486. Vicino a questo strumento, pensato per misurare la verticalità e da usarsi per il volo, Leonardo scriveva: " non ci vuol dare il vento" e poi " Questa palla dentro al cerchio ha esser quella che ti farà guidare lo strumento diritto o torto, come vorrai, cioè quando vorrai andare pari, fa che la palla stia nel mezzo del cerchio, e la pruova te lo insegnerà".

Macchina ad ali battenti con struttura d'appoggio verticale

Il disegno appartiene al primo periodo di studi di macchine meccaniche per volare, nelle quali la forza dell'uomo ed i meccanismi indicati dovevano permettere alla struttura dell'ala di muoversi con notevole rapidità. In questo esempio l'uomo e' in posizione verticale e la forza viene esercitata sulle due staffe che successivamente, per mezzo di corde e di carrucole, la rimandano alla struttura delle ali.

Questo foglio, databile tra il 1496 ed il 1499, contiene studi per il volo strumentale e specificatamente per un congegno per la battuta delle ali, azionate dai piedi che mettono in movimento in senso alterno due funi avvolte su carrucole alle quali sono legate le parti estreme delle due ali. Leonardo scrive ormai convinto, che la posizione più comoda e vantaggiosa per le sue macchine volanti sia quella eretta e non più prona come già disegnato in molte delle precedenti macchine volanti.

Meccanismo di battuta d'ali a vite e madrevite

Leonardo si occupo' del volo meccanico soprattutto nei suoi primi periodi di permanenza a Milano e ideo' varie macchine che, tramite complicati meccanismi, dovevano muoversi e alzarsi grazie alla sola forza muscolare umana. In questo congegno di propulsione delle ali, il movimento doveva avvenire attraverso un sistema di vite e madrevite e due staffe laterali che trasmettevano la forza alle ali, facendole alternativamente alzare e abbassare. Tale forza era trasmessa dall'uomo attraverso i muscoli delle gambe tenendo i piedi nelle due staffe sottostanti.

Questo disegno, databile intorno al 1486, è inserito in un foglio contenente tre schizzi, con relative didascalie, di diverso soggetto. Il meccanismo propulsivo della macchina volante, posto nella parte alta del foglio, richiama alcuni particolari precedentemente già disegnati da Leonardo ( cod. Atlantico ex 381 v. e Ms B f. 78 r.). Il tamburo ruota grazie alla spinta prodotta dai piedi inseriti nelle due staffe, facendo scorrere alternativamente nei due sensi la fune impegnata con le due carrucole. La nota sottostante recita: "Questa fa un grande acquisto, cioè d'alzare e abbassare, e quest'è per cagione che ciascuna vite è in sei doppi, e nel volgere femmine contro alle viti, ciascuna femmina fa di mutazione un sesto di braccio, ch'essendo 6 femmine, fanno uno braccio di mutazione" ( 6 cm di spostamento).

Motore a balestra per macchina per il volo

La macchina doveva volare grazie alla forza meccanica prodotta da una balestra (caricata) che avrebbe trasferito la sua energia alle ali. Il modello è particolarmente interessante perché mette in evidenza quanto Leonardo cercasse di utilizzare i meccanismi con balestra delle macchine per il movimento a terra. Inoltre l'uso della balestra al posto della forza umana sottolinea la convinzione di Leonardo che la sola forza muscolare difficilmente riuscirà a far volare l'uomo. Il modello al Museo unisce questa idea allo studio dell'ala articolata.

Il foglio, databile al 1496, contiene disegni di diverso argomento, uno di essi riguarda il volo e rappresenta una macchina per volare con motore a balestra; molto in piccolo, raffigurazioni del pilota in vari atteggiamenti. Sono presenti didascalie, tra cui una particolarmente curiosa che mette in evidenza la preoccupazione di Leonardo di essere spiato durante le sue sperimentazioni : " e se stai sul tetto al lato della torre, que' del tiburio non vedano". Leonardo era attratto da molteplici interessi e così, intorno al 1490 i suoi studi sul volo subiscono una battuta di arresto e vengono ripresi solo nel 1496 quando egli progetta questa macchina volante con motore a balestra, il c.d. "aeroplano di Leonardo".

Navicella volante

La navicella , munita di ali battenti e timone, e' una delle macchine per il volo più fantastiche pensate da Leonardo. I volatori dovevano prender posto all'interno di una navicella fatta a guscio con all'interno i meccanismi (viti e madreviti e manovelle) necessarie a far muovere le due grandi ali a pipistrello. Particolarmente interessante l'ampio piano di coda, forse pensato per regolare la posizione e la direzione della navicella stessa.

I due disegni contenuti in questo foglio senza alcuno scritto sono databile tra il 1486 ed il 1490. Sono interessanti perchè evidenziano, per la prima volta, sia il grande piano di coda che doveva servire per la stabilita' in volo e nell'atterraggio della navicella, sia la forma della fusoliera. Le ali di questo mezzo per volare venivano azionate da un meccanismo a vite e madrevite, studiato proprio per ridurre lo sforzo, posizionato sul manubrio dei due uomini che avrebbero dovuto costituire l'equipaggio della navicella.

Paracadute

Leonardo annoto' che con una tenda di lino a forma piramidale, la cui base fosse tenuta rigidamente aperta e fosse larga 12 braccia (circa 7 metri) e profonda altrettanto "ognuno si potrà gettare da qualsiasi altezza senza alcun rischio".

Il foglio contiene disegni relativi a studi per il volo meccanico risalenti al periodo tra il 1483 ed 1486. Nella parte alta del foglio e' enunciato, per la prima volta, il principio della reciprocità aerodinamica ed appare il progetto di paracadute con relativa didascalia: "Se un uomo ha un padiglione di pannolino intasato (tela di lino disposta in modo da otturare ogni interstizio) che sia di 12 braccia per faccia e alto 12, potrà gittarsi d'ogni grande altezza senza danno di se". Dato che il braccio fiorentino e' circa 60 cm, il paracadute di Leonrdo può schematicamente essere paragonato ad una piramide quadrangolare avente lato di base di circa 7.20 mt ed uguale altezza.

Struttura d'ala

Lo studio della struttura delle ali rappresento' per Leonardo un momento importante nello sforzo di realizzare una macchina capace di far volare l'uomo. In questo disegno Leonardo pensa ad un'ala che, a somiglianza di quella del pipistrello, preveda un unico panno (telo) teso su un'armatura in legno e canne. L'ala, con le sue nervature ed i suoi rivestimenti, veniva ad essere costituita da una trave principale (di abete) da cui partivano i raggi dell'armatura (fatti di canne).

Il foglio, databile tra il 1486 e il 1490, riporta un disegno a penna, con pochi tratti in matita, dell'ala meccanica coperta di "panno" e mossa con un verricello a manovellla (in basso a sinistra sul foglio). Il disegno dell'ala è privo di didascalie; in uno studio precedente Leonardo esprime comunque la convinzione della necessità di abbandonare gli studi sull'ala traforata o a sportelli, indirizzandoli su un'ala con rivestimento continuo . Per ottenere i movimenti di quest'ala disegna il meccanismo, sopra riportato, che azionando una manovella trascinava una corda su un verricello in alto e in basso.

Struttura d'ala con inclinazione variabile durante la battuta

Leonardo tentò ripetutamente di riprodurre in modo meccanico le articolazioni delle ali degli uccelli durante le varie fasi del volo. Questo modello, ricostruito in base al disegno eseguito presumibilmente nella prima fase di permanenza a Milano, e' accompagnato da una minuziosa descrizione in cui Leonardo indica la posizione delle braccia e delle gambe e i movimenti sincronizzati necessari affinché l'ala, attraverso un sistema di cordicelle e articolazioni varie, ruoti in modo da porsi di taglio quando va avanti e di faccia quando torna indietro.

Il foglio, databile intorno al 1496, contiene un disegno che riproduce un meccanismo per l'alzata e la rotazione dell'ala di una macchina volante. E' uno dei congegni piu' completi immaginati da Leonardo, che per il suo funzionamento utilizza altri sistemi precedentemente studiati. Il disegno è accompagnato da alcune lettere L-H- P-T-FD-EV-S-AB-O-C che Leonardo richiama nella lunga didascalia posta in basso a fianco del disegno "Qui il primo moto è in C andando in basso per causa delli piedi, e cosi' il medesimo è fatto nel loco D per cagione delli mani..."

Vite

"Trovo, se questo strumento a vite sarà ben fatto, cioè fatto di tela lina, stopata i suoi pori con amido, e svoltata con prestezza, che detta vite si fa la femmina nell'aria e monterà in alto".

E' uno dei disegni più conosciuti di Leonardo; alcuni studiosi vi hanno voluto trovare addirittura l'antenato dell'elicottero. L'unico disegno che accompagna la nota di Leonardo si riferisce a una vite aerea del diametro di 5 metri fatta di canne, tela di lino e filo di ferro, azionata presumibilmente da quattro uomini che avrebbero dovuto poggiare con i piedi sulla piattaforma centrale e con le mani far forza sulle rispettive barre, in modo da far ruotare l'albero. Così concepito lo strumento difficilmente avrebbe potuto sollevarsi da terra, nè tantomeno avrebbe potuto essere successivamente azionato. Rimane in ogni caso l'idea che con una adeguata forza motrice lo strumento poteva effettivamente avvitarsi nell'aria e alzarsi da terra.

L'idea di Leonardo

Il disegno della vite aerea, databile tra il 1483 ed il 1486, fu eseguito durante la prima permanenza a Milano, ed appartiene alla prima serie delle macchine progettate per il volo meccanico. Da queste si distingue perché era destinata a studiare l'efficienza trattiva dell'elica anziché costituire una vera macchina per il volo. Leonardo infatti, nella nota che accompagna il disegno, per sperimentare quanto afferma suggerisce, come esempio, di afferrare un'asta larga e sottile e di farla muovere velocemente nell'aria: si potrà cosi costatare che il braccio della persona che tiene l'asta sarà trascinato in alto nella direzione dell'asta stessa. Nella medesima nota Leonardo consiglia di fare un modello di carta, a forma di vite, e lanciarlo mediante una molla a spirale avvolta alla base della vite stessa. Questo particolare accenno alla molla rafforza l'ipotesi che lo stesso modello rappresentasse in verità solo il gioco del mulinello già in voga ai tempi di Leonardo, gioco che per le piccole dimensioni poteva essere azionato da una molla o meglio ancora da una corda il cui rapido svolgersi metteva in rotazione la vite facendola sollevare. da tale sistema potrebbe essere arrivata l'intuizione che lo stesso sistema, con misure diverse, e mosso a una forza adeguata poteva sollevarsi da terra e trasportare con se gli uomini che avrebbero dovuto assicurare la forza.

Il modello interattivo

All'interno del laboratorio "Le fantastiche macchine di Leonardo da Vinci" è stato ricostruito un modello interattivo della vite aerea, azionabile direttamente dal pubblico - di seguito trovate alcune immagini .

Macchine per uso civile

Alambicco

Il modello rappresenta la sezione di un alambicco del cui uso Leonardo accennerà in disegni successivi.

Il foglio contiene il disegno dell'alambicco e le scritte " Qui ha a stare acqua che continuo si muti. Qui entra il fumo. Qui istà che vuoi istillare " .

Alambicco perfezionato

Per il buon funzionamento delI'alambicco, sul cui uso Leonardo farà cenno in disegni successivi, egli propose questo dispositivo a doppia parete formante una camicia continua di raffreddamento.

Il foglio contiene vari disegni sul modo di usare un alambicco. La figura qui rappresentata evidenzia e descrive un fornello con alambicco. Così scriveva Leonardo " Questo fornello ha a avere continuamente un'acqua la quale continuamente si muta, acciò che il cappello del lambicco stia sempre freddo, il quale sta sotto detta acqua... "

Apparecchio per la misura della resistenza dei fili

L'apparecchio pensato da Leonardo per fare " .... sperienza della forza che può fare un filo di ferro in varie lunghezze ... " è costituito da una tramoggia contenente della sabbia che può venire versata, attraverso una piccola apertura, all'interno di un cestello appeso ad un filo. La sabbia continua ad entrare fino a provocare la rottura del filo stesso. Nel momento in cui avviene la rottura, un dispositivo interrompe il flusso della sabbia; quella raccolta nel cestello diviene così misura della resistenza del filo. Il dispositivo era pensato per ripetere la prova con differenti metalli o altri materiali usati per sostenere pesi quali legno, pietre, corde o altri ancora.

Dalla lettura della nota posta a fianco del disegno, eseguita con grafia molto curata e non priva di tratti ornamentali, e' possibile seguire l'evolversi dell'esperienza finalizzata a determinare la resistenza di un filo metallico e di "ogni cosa atta a sostenere". Leonardo sostiene, riportando diversi esempi, che la lunghezza del filo influisce sulla sua resistenza.

Il modello del Museo

Attrezzo per condotti conici

Lo strumento serviva a determinare la velocità del vento (o dell'acqua). Era costituito da due condotti conici con un rapporto di superficie di base di 1 a 5. Entrambi erano posti davanti ad una girante a pale ruotante su un asse su cui si avvolgeva la corda con un peso indicatore della forza del vento. Il doppio condotto serviva da controllo sulla bontà della misura; infatti il rapporto fra le due misure doveva essere di 1 a 5, uguale al rapporto delle superfici di base.

Nel foglio, databile intorno al 1490, è raffigurato nella parte alta un anemometro a pressione simile a quello già disegnato nel Codice Atlantico, in basso è riprodotto un anemometro differenziale ( attrezzo per condotti conici), che è uno strumento destinato a stabilire se la pressione di una stessa corrente aerea passante per due tubi conici di differente diametro sia proporzionale alle aperture dei coni stessi.

Carro automotore

Leonardo fu particolarmente attratto dai problemi riguardanti la locomozione, come testimoniano i numerosi schizzi e disegni di carri e veicoli, sparsi nei codici. Il modello rappresenta un esempio di carro automotore in cui venivano applicati meccanismi (in particolare balestre e ruote dentate) già conosciuti ed usati da Leonardo. Il carro doveva essere azionato da un sistema di caricamento manuale delle balestre che dovevano, attraverso complicati ingranaggi, trasmettere alle ruote motrici la forza immagazzinata. La trasmissione, che era indipendente su ogni ruota era assicurata da un congegno a ruotismi che ne permetteva la differenza di velocità. Una terza ruota doveva essere collegata da una specie di timone che serviva a direzione di carro.

Sul foglio e' presente lo studio per un carro semovente o "automotore". Sono disegnate sostanzialmente due viste con la chiara intenzione di presentare l'apparato motore e gli strumenti per caricare le molle necessarie a trasmettere la forza alle ruote. Il resto del carro è sommariamente abbozzato, al punto che Leonardo rimanda ad un altro disegno presente nel foglio 114 del Codice Atlantico con la posizione del guidatore a bordo del carro stesso. Tale disegno e con esso l'idea del carro e' databile intorno al 1478. Infatti alcuni particolari della stessa macchina si riconoscono in un altro e noto disegno conservato a Firenze presso gli Uffizi nel quale Leonardo scrive di aver iniziato il progetto del carro proprio nel dicembre di quell'anno.

Carrucole

Leonardo da Vinci non ha certo inventato le carrucole, note fin dall'antichità; ciò che pero' e' interessante e' l'occhio con cui Leonardo studia le carrucole: e' l'occhio dello scienziato, che cerca di cogliere i segreti della trasformazione del moto e della trasmissione della forza. In diversi disegni infatti Leonardo ha lasciato testimonianza del suo interesse per lo studio delle carrucole e di altri sistemi di sollevamento di pesi, sistemi allora molto diffusi sia nei cantieri edili sia all'interno delle fonderie. In particolare nelle pagine del Codice Atlantico, nel manoscritto C e nei codici di Madrid e' possibile ritrovare dei disegni che rimandano, uno con l'altro, a tutta una serie di osservazioni che Leonardo ha dedicato allo studio del comportamento delle carrucole, semplici e complesse, e alle taglie, che sono paranchi utilizzati per il sollevamento di grossi pesi.

Di particolare interesse sembra l'attenzione che Leonardo dedica al comportamento delle funi utilizzate nel funzionamento di tali dispositivi: ciò al fine di individuare le forze in gioco in funzione delle diverse posizioni che le funi potevano avere rispetto ai singoli bozzelli e tra la fune e le singole cavità dove esse erano alloggiate. Lo studio delle condizioni di equilibrio tra peso da sollevare e forza tirante era probabilmente finalizzato anche alla comprensione delle forze di attrito che intervengono in siffatti meccanismi.

All'interno del laboratorio "Le fantastiche macchine di Leonardo da Vinci" è stato ricostruito un modello interattivo delle carrucole, azionabile direttamente dal pubblico..

Coclea

In diverse pagine ricorrono disegni di coclea ( codice Foster pag.52v., 53r., 54v., Codice Atlantico 1069r., ecc ) quasi sempre predisposti per sollevamento d'acqua o di cereali ad altezze teoricamente grandi senza dover vincere l'intera prevalenza corrispondente e pertanto con impiego di potenze modeste. Tale strumento conosciuto fin dall'antichità ( si chiama infatti anche vite d'Archimede ) si trova anche in altri disegni di Francesco di Giorgio o del Taccola. Leonardo sembra intuire nella coclea una macchina in grado non solo di sollevare acqua ma di produrre essa stessa movimento, simile ad una motrice idraulica. Tale riflessione gli deriva dalla constatazione che una coclea piena di acqua, appena messa in piedi e raggiunto un certo angolo di inclinazione si mette in rotazione nel momento stesso in cui l'acqua incomincia a defluire dalla parte inferiore.

In alcuni passaggi Leonardo fa chiaramente vedere di conoscere il funzionamento della coclea mettendo in evidenza, ad esempio, l'importanza dell'inclinazione dell'asse di rotazione rispetto al numero di spire avvolte intorno a detto asse.

All'interno del laboratorio "Le fantastiche macchine di Leonardo da Vinci" è stato ricostruito un modello interattivo della coclea, azionabile direttamente dal pubblico..

Distillatore a refrigerazione continua

Questo alambicco era caratterizzato da una superficie di condensazione assai ampia con separazione della zona del fuoco da quella dell'acqua di raffreddamento mediante una zona centrale esposta all'aria. Si riduceva così al minimo il salto di temperatura che poteva danneggiare i recipienti di vetro e ceramica

Il foglio contiene il disegno di un alambicco con la relativa didascalia : " Modo di fare una stillazione (distillazione) chiara. Fa che l'acqua corra circundando tutto il limbicco".

Doppia gru girevole

Vista da Leonardo in molti cantieri, nelle vicinanze di cave di pietra o allo scavo di canali, questa doppia gru, oltre a lavorare in altezza, poteva ruotare permettendo rapidi travasi di materiali. Nel disegno le due gru hanno soprattutto la funzione di controbilanciarsi; mentre una gru veniva caricata con un masso appena tagliato, l'altra scaricava il blocco precedente. A questo punto la piattaforma girava per invertire la posizione dei due bracci. La doppia gru poteva inoltre essere trainata per brevi tratti su rulli, mediante argano orizzontale a vite e madrevite.

Il foglio contiene tre disegni eseguiti a penna e inchiostro seppia: una doppia gru entro un fossato con casse, una slitta con carico (qui non visibile), una pianta di rivellino (qui non visibile). Il disegno della doppia gru, databile tra il 1487 ed il 1490 porta la dicitura: "Da votare fossi" (probabilmente quelli del Castello di Milano). Un'altra mano ha ripetuto "da votare fosi".

Escavatrice

L'azionamento della zappa in questa macchina escavatrice avviene per effetto del rilascio istantaneo verso il basso del peso del recipiente equilibratore. La grande semiruota serve a facilitare l'operazione manuale di ricarico del peso alla massima altezza di lavoro. L'operazione si ripete più volte finché la zappa non arriva alla profondità del fossato. L'escavatrice viene successivamente trainata in avanti e l'operazione può cosi' continuare.

Foglio capovolto contenente un disegno di macchina escavatrice. In basso probabile schizzo cartografico e la scritta " Popolonia".

Forno a fiamma guidata

Forno per la fusione di metalli, anche di natura diversa, non esposti alla fiamma diretta. La bocca d'entrata dell'aria, destinata a dare "movimento" al fuoco, si apre nella base del forno.

Il foglio contiene vari disegni tra cui un gruppo relativo a forni e fornelli, uno dei quali è presentato anche in pianta. Il disegno è databile intorno al 1480. Leonardo riporta varie indicazioni "fondamento del fornello-Zafo-Bagno- Isfiatatoio- Fuoco" - "fornello" -" Quanto più il moto naturale del foco o del peso fia lungo, più vale la sua percussione" - "Bocca dond' entra l'aria. Dall'a al b ha a esser voto accio' che l'aria sia quella che dia movimento al fuoco".

Fuso ad aletta

Nel campo della tessitura, e' una delle macchine più innovative proposte da Leonardo. Grazie al fuso ad aletta, con il quale nel medesimo tratto di filo si eseguono in un primo tempo le operazioni di stiro, torsione ed immediatamente dopo l'operazione di incannatura, Leonardo ha posto le basi del filatoio continuo. In questa macchina, le operazioni di stiro, torsione ed incannatura avvengono nel medesimo tempo in tre tratti di filo consecutivo, e si ripetono con il costante avanzare del filo.

Sul foglio sono presenti vari disegni riferiti al filatoio a manovella ed a molti suoi particolari. E' stato eseguito con matita, sanguigna, penna e colore probabilmente tra il 1497 ed il 1500. Sul margine sinistro annotazioni sul colore della pelle degli uomini e sugli elementi. A destra il filatoio con: "200 - queste cavicchie si mettano quando la corda s'allentassi - 160 - gSa. La rota ovvero..." segue il particolare del fuso contrassegnato dalle lettere n a o r m; poi rocchetto con cinghia e fuso. Margine a sinistra, didascalia non riferibile all'argomento del filatoio: "Li omini nati in paesi caldi amano la notte...".

Garzatrice

Leonardo, cercando di migliorare le macchine tessili, per non essere vincolato a una lunghezza prestabilita della stoffa di lana da cardare, ideo' questa complessa macchina costituita da un robusto cavalletto di legno a forma triangolare che sostiene due rulli, uno superiore l'altro inferiore. La pezza, le cui estremità sono collegate a detti rulli, si svolge dal rullo superiore ed e' avvolta per richiamo da quello inferiore. Durante tale movimento viene lavorata (garzata) da cardi applicati a una pesante barra posizionata al di sopra del rullo superiore.

Il foglio contiene il disegno di una garzatrice con panno avvolto su due cilindri. Tale disegno e' stato eseguito probabilmente tra il 1495 ed il 1496. Altri soggetti sono disegnati sul foglio capovolto. Sotto la grande macchina a cilindri la didascalia recita: "Il panno vol essere in croce garzato". Foglio capovolto, a destra macchina con due cilindri e didascalia "Fa che'l polo sia tutto subbio, acciò non si volga cosi' di leggeri". In basso, molla sottostante una macchina a cilindri. "Questa molla vol essere gagliarda e poco piegarsi...", a sinistra in alto, operazioni aritmetiche.

Garzatrice continua

Interessante macchina proposta da Leonardo per produrre lunghe pezze di lana già cardate. La lana, imbevuta in un bagno alcalino, diventa un tessuto compatto e rigido alla cui superficie aderiscono, aggrovigliati, i filamenti che da essa sporgono. La garzatura consiste proprio nel districare questo aggrovigliamento, sollevando i filamenti e distendendoli cosi' da formare quella fibra caratteristica della lana che in seguito a questa lavorazione aumenta la sua capacità di trattenere il calore.

Il foglio, databile tra il 1497 e il 1500, contiene il disegno di una garzatrice per fabbricare tessuti felpati. In basso a sinistra pianta della macchina a sanguigna. Didascalie.

Sul disegno della garzatrice sono presenti le lettere O-e-d-c-b-a-NAR-B . A sinistra la didascalia: "Ciascuno subbio che sostiene sopra sé il panno tirato, debbe essere separato, cioè abcde; e questo si fa per potere tirare i panni di varie lunghezze in varie distanzie. E muta la rota del primo moto da quel subbio che sarà d'un solo pezzo, cioè R O". Sotto il disegno."A sia il loco sotto il quale stia il garzo, ovver cardo...". In basso a destra piccolo disegno di cardi.

Grande gru con cassetta a vuotatura automatica

Macchina per lo scavo di un canale con scarico automatico della terra da una cassa dal fondo apribile. La forza per sollevare tale cassa è fornita da un bue e da due uomini. Leonardo lascia precise e specifiche indicazioni di tutte le operazioni che riguardano lo scavo del canale, il caricamento della gru e il suo funzionamento.

Il foglio, databile intorno al 1480, presenta una grande macchina per lo scavo di un canale con la sezione del medesimo e le relative misure. Nella parte inferiore del foglio sono disegnati particolari congegni per l'apertura e lo scarico automatico della terra da una cassa con il fondo apribile.

La macchina escavatrice, contrassegnata dalle lettere h a K S-n-g, è inserita nella sezione del canale, con la didascalia: "e-braccia 3-f-d braccia 6 cb-braccia 1/2 braccia 6, braccia 2 braccia 2 braccia 2 -od6cb2a2m. L'albero ag fia alto braccia, cioè' 4 da an e 4 da ng. L'antenna Sb fia braccia 15, cioé braccia 2 da S K, braccia1/2 da Ka, braccia 12 e 1/2 da ah".

Gru girevole

Il modello rappresenta uno dei tanti sistemi di sollevamento osservati da Leonardo a Firenze, nei vari cantieri di lavoro. E' una gru, la cui base può girare su se stessa attraverso un sistema (probabilmente) a cuscinetti; è fornita di un argano di sollevamento munito di arresto a dente e di un cassone che funge da contrappeso.

Non esiste alcuna annotazione. Il disegno e' databile intorno al 1480.

All'interno del laboratorio "Le fantastiche macchine di Leonardo da Vinci" è stato ricostruito un modello interattivo della gru girevole, azionabile direttamente dal pubblico..

Igrometro a quadrante

Lo strumento serve a misurare quanta acqua è presente nell'aria. Di forma più compatta e di lettura più rapida e lineare dell' igrometro a bilancia, sfrutta lo stesso principio del cambiamento di peso fra una sostanza igroscopica e la cera, per effetto della variazione dell'acqua presente nell'aria.

Il foglio contiene vari disegni di strumenti sul volo e di congegni di altra natura. L' igrometro a quadrante è databile tra il 1483 ed il 1486 e rappresenta una versione evoluta di altri igrometri precedentemente disegnati da Leonardo. La didascalia sottostante recita: "A misurare quanta via si vada per ora col corso d'un vento."

Igrometro a bilancia

Questo strumento serve a misurare quanta acqua e' presente nell'aria (nel momento in cui si effettua la prova). Era già conosciuto ai tempi di Leonardo; in pratica è una bilancia che in un piatto contiene una sostanza igroscopica (spugna, bambagia...) e nell'altro della cera( che invece non assorbe acqua) .In condizioni di secco, la bilancia segna zero, mentre incomincerà ad inclinarsi dal lato del materiale igroscopico man mano che aumenta l'acqua nell'aria(e di conseguenza il peso del materiale igroscopico)

Il foglio contiene vari disegni di diverso soggetto. L' igrometro a quadrante può essere fatto risalire al periodo fra il 1480 ed il 1486 e rappresenta uno degli strumenti per poter seguire i cambiamenti metereologici. A sinistra sopra l'igrometro Leonardo infatti scrive." Modo a vedere quando si guasta il tempo" e sotto " Cera-Bambagia".

Macchina per binare la seta

Ai tempi di Leonardo l'arte della lavorazione della seta era molto progredita. Leonardo cerco' di apportare dei miglioramenti alle macchine già esistenti, come nel caso di questo binatoio. Oltre ad accelerare la lavorazione, la macchina prevedeva un dispositivo che la faceva arrestare immediatamente nel caso di rottura di uno dei due fili.

Sul foglio, vari disegni databili tra il 1495 ed il 1496:qui é rappresentata prevalentemente la binatura e torcitura dei fili di seta. La stessa macchina è presentata, a destra, in posizione normale di lavoro e, a sinistra in posizione di arresto, "quando il filo spezzato più non regge il cerchio col peso m (o n)". Il terzo disegno mostra una variante di quello precedente. Nella parte bassa del foglio una carrucola uno schema di bilancia e una operazione aritmetica. Varie didascalie; a sinistra: "Bisogna che subito si fermi il rocchetto che raccoglie il filo abbinato"; sotto il disegno :"Modo de abbinare fili di seta insieme, e poi al filatoio si torce..."; a destra: "Qui si fa il fuso indiretto e subito ferma il suo voltare..."

Macchina per fabbricare le corde

Il modello rappresenta una complessa ed imponente macchina per la fabbricazione di corde. La macchina è composta da 15 rocchettini a staffa disposti a semicerchio attorno ad un tamburo, collocato col suo asse parallelo ai trefoli (fili elementari da intrecciare) e fatto ruotare da una manovella per equilibrare la tensione esercitata. I rocchetti vengono fatti ruotare da corde disposte alternativamente a destra e sinistra del tamburo. Il perno di ogni rocchettino è portato da staffa metallica che attraversa il basamento. La posizione e con essa la tensione della corda, è regolabile da un cuneo posto alla periferia. Il foglio, databile intorno al 1515, contiene un unico disegno. Nessuna didascalia.

Macchina per filettare le viti

Le due viti laterali impongono al carrello che porta l'utensile da taglio un movimento orizzontale più o meno rapido a seconda del rapporto di moltiplicazione . L'albero centrale viene quindi filettato dall'utensile secondo un passo che può essere uguale, minore o maggiore di quello delle viti laterali di guida. Sotto la macchina sono pure esposte le ruote con i diversi passi per la filettatura scelta.

Il disegno e' nella parte bassa dell'intero foglio, mentre in alto sono disegnati alberi di quercia, una campana, un vaso zampillante e due aste composite. Leonardo descrive il funzionamento della machina per fare le viti indicando con delle lettere ( g SMF- K- het- abcd) sotto il disegno le varie parti e le operazioni di lavoro che vanno effettuate. Sf,ab,cd=ruote; het=staffe; K=pialla; g= fermo;M=passo della nuova vite.

Macchina per innalzare colonne

Lavorando su sistemi già disegnati da Francesco di Giorgio Martini ed altri ingegneri, Leonardo perfezionò questa specie di argano mobile per il trasporto e per l'innalzamento delle colonne e degli obelischi. Il sistema era basato sullo scorrimento orizzontale di un carrello dove veniva appoggiata la base della colonna. Una ruota, azionata da una manovella, metteva in movimento sia il carrello sia la grande vite senza fine che, posta nella parte centrale, spingeva in alto l'altra estremità della colonna facendola cosi' sollevare.

Il foglio, databile intorno al 1495, ha come tema centrale sistemi per alzare le colonne.

Macchina per intagliare le lime

E' una delle prime macchine da lavoro disegnate da Leonardo ancora prima di arrivare a Milano. La lima viene incisa dai colpi di un martello tagliente, il cui movimento è coordinato a quello del sostegno della lima stessa attraverso un ingranaggio e una vite azionati dalla caduta graduale di un peso. Una ruota esterna serviva per ricaricare il tamburo dove si avvolgeva la corda che sosteneva il peso.

Il foglio è ritagliato secondo i contorni del disegno, che risulta cosi' mutilato in più punti. Il disegno, databile intorno al 1480 ( primo periodo fiorentino) rappresenta una macchina per intagliare automaticamente le lime ed è accompagnato da una breve didascalia in scrittura non rovesciata : " Modo che le lime s'intaglino per lor medesimo".

Macchine per la lavorazione degli specchi

Il foglio 1103 v. del Codice Atlantico, disegnato da Leonardo nel 1513, durante l'ultima permanenza a Roma, e' interamente dedicato a macchine per la lavorazione degli specchi: sei figure di macchine per la lavorazione di specchi piani e concavi. Dalla lettura dei vari codici difficilmente è possibile associare l'uso degli specchi con i problemi di ottica che Leonardo si pone, e che in gran parte sembrano finalizzati a risolvere le non poche questioni che si riscontravano nella rappresentazione pittorica attraverso la tecnica della prospettiva o dell'uso dell'ombra o della penombra che egli chiama" ombre primitive ed ombre derivate". Anche alcune frasi che piu' specificatamente si riferiscono all'uso di lenti sembrano seguire una logica più di tipo intuitivo che dettata da verifiche effettuate attraverso la costruzione e l'uso di specchi, occhiali o altri dispositivi ottici. Delle sei macchine leonardesche ne riportiamo due: quella pensata per realizzare specchi concavi (A), e quella per realizzare specchi di grandi dimensioni (B). Leonardo vi accenna a proposito della realizzazione di un grande progetto consistente nella costruzione di un grande specchio parabolico capace di sfruttare l'energia solare per far bollire l'acqua delle caldaie di una grande tintoria.

A B

Macchina per la molatura degli specchi

La rotazione della manovella imprimerà ai due piatti sottostanti (piccolo=superficie da levigare; grande=abrasivo) una levigazione della superficie dello specchio; questa è soggetta infatti a due rotazioni, una sul proprio asse, l'altra su tutta la superficie dell'abrasivo.

Il foglio contiene sei disegni di macchine per la lavorazione di specchi piani e concavi. Il disegno (quarto della pagina) riproduce una macchina per specchi piani con relativo testo " Moto il quale è causa di 3 moti circulari" e sottostante didascalia: " Questa revoluzione farà confregazione generatrice di 2 piani perfetti, con ciò sia che la rota principale volta intorno al polo m ed è causa col ferro che s'astende dall'uno gomito all'altro, di far girare lo specchio intorno al polo n. Il quale specchio ha 2 moti : è primo si è del voltare in se medesimo mediante il cerchio dentato, dentro al quale tale specchio si va raggirando, l'altro moto si è il circulare , il quale lui fa nel trovare de predetti denti del cerchio dentato di dentro".

Maglio battiloro

Maglio per battere metalli preziosi (lamine d'oro), con movimenti sincronizzati comandati da pesi. A ogni colpo la striscia metallica viene fatta avanzare automaticamente per ricevere il colpo successivo. Leonardo aveva previsto anche l'azionamento simultaneo di più magli da parte di un'unica sorgente di forza motrice.

Il foglio contiene il disegno del battiloro e di altre piccole macchine, alcune solo abbozzate a matita nera o a sanguigna senza il ripasso a penna. La macchina battiloro, disegnata tra il 1493 ed il 1495, pensata per produrre metallo per monete, porta la didascalia: "Questo strumento debbe essere adattato in modo che quando il martello da' l'ultimo colpo, e' tocchi tal cosa che facci cadere un contrapeso che tragghi la rocchetta de denti della rota del primo moto. E questo si fa acciò che, 'l maestro non sendo a tempo, il colpo superchio non guastassi l'opera e che la rota del primo moto non perda tempo a finire quelli che restano".

Mulino a cilindri multipli

Il mulino era pensato in modo che metà delle macine si trovassero da un lato del canale e meta' dall'altro. Le ruote a pale, mosse dalla caduta d'acqua, azionavano, attraverso un sistema di alberi e ingranaggi, tutto l'insieme delle macine a cilindro, con una ripartizione per cui ad ogni ruota idraulica corrispondevano quattro macine in serie.

Sul foglio sono riportati una ruota idraulica e vari disegni relativi ad un mulino mosso dalla forza dell'acqua, e posizionato in modo tale da poter utilizzare le proprie macine sia a destra che a sinistra dell'asse centrale del canale. I particolari del mulino sono nel foglio successivo ( 830 c r.) con le relative didascalie. La prima recita: " Ogni volta che volli fermare...ferma la rota del primo moto... carrello... " la seconda: " Modo d'alzare e abbassare la rota del molino, cioè quella del primo moto".

I disegni risalgono probabilmente al 1493-94 e possono essere associati alla permanenza di Leonardo a Vigevano.

Sempre nel Codice Atlantico Leonardo enumererà ben 11 utilizzazioni dei mulini ad acqua, citando fra l'altro la filatura della seta e la fabbricazione della polvere da sparo.

Odometro

E' una macchina, conosciuta fin dall'antichità che serve a calcolare la distanza percorsa. L'odometro ideato da Leonardo aveva la forma simile a quella di una carriola fornita di ruote dentate; la ruota verticale compie uno scatto a ogni giro del mozzo della ruota che poggia sul terreno. La ruota dentata verticale ha all'interno una sporgenza che a ogni giro completo aziona la ruota orizzontale . Quest'ultima è dotata di fori dai quali passano in un apposito contenitore sfere di metallo o sassi; contandoli e' facile risalire alla lunghezza della strada percorsa.

Il foglio contiene tre disegni che rappresentano altrettanti odometri a forma di carriola, destinati a misurare distanze: le miglia (a sinistra), i passi (al centro e a destra). Le didascalie a destra e sinistra riportano le indicazioni sia sul funzionamento delle varie ruote sia sul rapporto tra di esse, onde stabilire la distanza percorsa. I disegni sono databili tra il 1500 ed il 1505.

Rulli per lo studio dell'attrito

Leonardo e' uno dei primi studiosi che affronta sistematicamente lo studio dell'attrito, che chiama "confregazione", intuendo quanto importante esso sia per il funzionamento delle macchine. Si interessa e studia i vari tipi di attrito distinguendo esplicitamente l'attrito radente o di strisciamento da quello volvente o di rotolamento. Studia inoltre l'attrito dei perni e sperimenta il comportamento dell'attrito in funzione della natura e della forma dei materiali a contatto o della interposizione di lubrificanti o di rulli. In questa pagina riportiamo tre modelli ricostruiti sulla base del Manoscritto L foglio 11 v. , in cui Leonardo disegna tre tipi diversi di rulli antifrizione (da lui chiamati A, B e C) e poi si chiede: "Quali di queste di più facile moto e quanto, o a o b o c?"

A B C

Ruota per la dimostrazione dell'impossibilità del moto perpetuo

Ai tempi di Leonardo era acceso tra gli studiosi il dibattito sulla possibilità di realizzare il moto perpetuo. Egli, scagliandosi contro gli assertori di tale tesi, ne dimostra l'impossibilità con una serie di disegni e commenti . Il modello è fatto di asticciole con pesi attaccati alle estremità e l'esperienza mostrerà appunto che "... qualunque peso sarà appiccato alla ruota..." il moto perpetuo non si potrà realizzare. Vedi anche la ruota a ballotte sull'impossibilità del moto perpetuo

Ruota a ballotte sull'impossibilità del moto perpetuo

All'epoca di Leonardo era molto acceso tra gli studiosi il dibattito sulla possibilità di realizzare il moto perpetuo. Leonardo, scagliandosi contro gli assertori di tale tesi ,paragonandoli ai cercatori d'oro, dimostra con disegni e scritti l'impossibilita' del moto perpetuo. Questo disegno rappresenta un dispositivo di mezze ruote con peso all'interno e fornirà a Leonardo la prova dell'impossibilità per "l'umano ingegno" di fabbricare un dispositivo per il moto "continuo". Vedi anche la ruota per la dimostrazione dell'impossibilità del moto perpetuo

Studio per forno

Il modello riporta la sezione di un forno con doppia camera, caratterizzato da una alta torre destinata al contenimento del combustibile (legna o carbone) in modo da evitare un lavoro continuo di caricamento.

Il foglio contiene disegni di diverso soggetto e di due forni di cui uno anche per contenere il combustibile. Cosi' scriveva Leonardo: "Questo fornello po' avere la sua torre lunga quanto a te piace, purch' ella sia piena di legne o carboni, a ciò non abbi sempre a stare li".

Tamburo meccanico

Tamburo su ruote, da applicare ad un carro e in grado di riprodurre diversi suoni, che ciclicamente si ripetono. L'assale della ruota del carro aziona una ruota dentata che ingrana altre ruote azionando su ciascun lato del tamburo cinque percussori.

Il foglio contiene un unico disegno, quello del tamburo meccanico, eseguito a sanguigna e in parte ripassato a penna. Nessuna didascalia.

Tenaglione a vite

Leonardo ha applicato alle tenaglie da fucina, il principio della doppia vite per aumentare la forza della loro stretta.

Il foglio, databile intorno al 1480, contiene disegni di varia natura tra i quali una grande tenaglia che si chiude con una vite e più in basso delle intelaiature che si stringono con una doppia vite.

Torchio da stampa

Il torchio da stampa era dotato di avanzamento automatico del carrello che portava i caratteri da stampa. Il ritorno avveniva per scivolamento sul piano inclinato grazie all'azione di un peso. Avanzamento e discesa del carrello erano combinati in maniera tale da permettere alla stessa persona di poter eseguire più operazioni riducendo anche il tempo di lavoro. Pur essendo la stampa un'invenzione contemporanea a Leonardo, nessuno dei suoi manoscritti venne stampato prima del XVII sec.

Il foglio contiene contiene in basso una figura di Madonna (la mano non è di Leonardo) ed in alto a sinistra due disegni di torchi per la stampa di libri o di incisioni con la didascalia:" Questa vite vuole avere due chiocciole ( madreviti ), una di sotto l'altra di sopra". Il testo risulta troncato sul lato sinistro. Il disegno dei due torchi è databile intorno al 1497.

Trafilatura a cuscinetti

Leonardo, per incidere il filo di una vite, prevede un blocco forato in cui siano incastrati l'utensile da taglio e una guida per l'avanzamento della vite. L'operazione viene preceduta dall'incisione a mano della filettatura della vite stessa.

Il foglio contiene disegni, databili intorno al 1480, di varia natura tra cui anche quello di due strumenti per filettare madrevite e vite. Il primo disegno si riferisce a un grande maschio per filettare madrevite con relativa indicazione "Per fare la chiocciola alla vite"; il secondo strumento per filettare le viti reca la seguente nota :"Modo di fare una vite. Come ha a stare la lancetta della vite".

Trasmissione di moto a un assale

La riduzione delle resistenze di attrito nei perni e l'incremento della forza umana attraverso un ingranaggio fanno di questo modello un interessante esempio di applicazione di diverse conoscenze. In questa "trasmissione per carro", in cui il movimento é trasmesso ad una sola ruota, Leonardo sembra anticipare l'idea del "differenziale" che metterà in più chiara evidenza in disegni successivi.

Il foglio, di carta trasparente e d'impasto omogeneo, contiene due disegni: particolare del congegno antifrizione e coppia di ruote con assale con la didascalia "qui gira la rota insieme col suo assi, perché insieme son congiunte, e il peso si posa sopra le rote a n poste in be in c".

Trivella

La trivella a doppio movimento fu pensata da Leonardo ancor prima del suo arrivo a Milano, questo congegno permette di scavare in profondità: con la barra superiore si gira la trivella per farla affondare nel terreno, mentre con la seconda barra essa torna in dietro senza ruotare portando con se' la terra che vi si e' raccolta sopra.

Sul foglio tre disegni, con la trivella nella posizione centrale. Il disegno e' accompagnato dalle lettere Mn-fg e dalla seguente didascalia: "Se volessi fare una buca sottoterra con facilita', abbi lo strumento di sopra figurato; di poi per fare la buca volgerai a man destra la vita colla lieva mn, e la vite si ficcherà facendo a se la femmina colla terra. E quando sarà entrata...". Nel foglio è presente un'altra nota scritta da un'altra mano e in spagnolo, riporta : nibel e para acer una buca sotierra...neste artificio arriba.

Utensile per filettare a madrevite

Per incidere il filo di una vite, Leonardo propone di utilizzare un blocco forato in cui siano incastrati l'utensile da taglio e una guida per l'avanzamento della vite. L'operazione era preceduta dall'incisione a mano della filettatura della vite stessa. I maschi per filettare vengono disegnati come tre pezzi di un'unica serie di sezione crescente, montati a stella in modo che, di volta in volta, due di essi funzionino da manici per la manovra del terzo.

Il foglio, databile intorno al 1480, presenta vari disegni riferiti al modo di usare un trapano a tre teste. Alla figura dell'utensile sono associate le lettere htr-mfn-lgo con didascalia che recita" ro fia tanto largo quanto il dente gt, la bassa del qual dente fia il buso fatto del trapano". Seguono poi i disegni di un utensile per filettare a tre teste con le lettere mn-f e di una vite conica con la scritta "Vite quadra alquanto piramidata". In fondo due tavole forate con le lettere nfm ed infine una tavola da forare con due cerchi concentrici e una lunga didascalia che si inizia cosi' : "Il cerchio grande è formato del dente ed il cerchio minore è cima d'essi denti...".

Ventilatore

Curioso modello pensato per comprimere l'aria e poi farla forzatamente uscire da una conduttura: tale congegno poteva servire per l'aerazione di ambienti o più probabilmente per l'alimentazione di forni. Era costituito da un tamburo cilindrico, in legno, ricoperto esternamente da alette per la propulsione, che poteva essere idraulica o manuale. Il cilindro era diviso internamente in quattro settori comunicanti tra loro per mezzo di aperture munite di valvole; all'interno veniva fatta circolare una certa quantità d'acqua che, per effetto della rotazione del tamburo, passava da un settore all'altro comprimendo l'aria e facendola uscire "forzatamente" dall'asse centrale anch'esso munito di valvola.

Il foglio contiene disegni di macchine di varia natura (e relative didascalie) tra cui una ventola che appare con le due lettere A e B e la didascalia: "Questo è un modo di fare vento. L'antenna della prima rota A sara' grossa 1/3, la sua rota arà in sé 100 denti, la rocca della seconda rota arà fusi 5 e la sua rota arà 50 denti, il contra peso arà di caduta braccia 20: Adunque innanti che 'l contra peso sia in terra, la ventola andrà 16000 volte in 5A, ella durerà ore 6 e 3/8; il contra peso sarà 6000 libbre; il modo del tirare in su il contra peso si farà a uso dell'orilogio".

Macchine idrauliche e marittime

Apparecchiatura per prosciugare un porto

La nota che accompagna questo disegno descrive "modo di votare un porto", ossia come rendere possibili lavori per fondazioni subacquee o opere necessarie ad aumentare i fondali di un porto, permettendo di prosciugare una porzione di acqua e agevolando cosi' lo scavo del fondale. Tali operazioni sono rese possibili usando un cassone (probabilmente di legno) formato da paratie mobili sagomate a incastro, impiantate nell'acqua e collegate tra loro mediante quattro pilastri di forma quadrangolare.

Il foglio nel quale è riportato il disegno delle palancolate mobili, cioè delle strutture necessarie a vuotare un porto, può essere databile tra il 1487 ed il 1490. La nota che accompagna il disegno descrive le operazioni da farsi : "modo di votare un porto, a che questo sia di 40 braccia di faccia, e quando hai voto il fondo di detta cassa, lascia stare una de le facce e stramuta l'altre 3 dopo quella, e rifarai altrettanto ; poi rivota e fa il simile ". Nella parte superiore dello stesso foglio (qui non riportata) è presente il disegno di un'arma da lancio detta "falarica"; nella nota sottostante indicazioni sulla possibilità di sentire rumori lontani anche stando sott'acqua.

Barca a propulsione a ruote

Nel progetto di Leonardo, le pale motrici della barca a propulsione, avrebbero dovuto avere la lunghezza di un braccio e mezzo, circa 90 cm. Per moltiplicare la forza dei vogatori venivano previste delle ruote del diametro di un braccio (60 cm circa) con 16 denti che ingranavano su di un rocchetto del diametro di 1/4 di braccio (15 cm circa) munito di 12 denti. Secondo i calcoli di Leonardo (prescindendo dalle difficoltà meccaniche e nautiche) facendo compiere alla "rota del primo moto" 50 giri al minuto si sarebbe ottenuto un movimento della barca con velocità di "50 milia per ora".

Battipalo

E' una macchina molto utile per la palificazione di conche idrauliche e già in largo uso ai tempi di Leonardo. E' composta da un telaio verticale con argano per il sollevamento del peso. Questo e' munito sulla testata di un congegno di presa costituito da due balestre piegate che ne assicurano lo sganciamento alla massima altezza, imprimendo cosi' al palo tutta la forza disponibile. L'operazione poteva essere cosi' ripetuta più volte sino a conficcare il palo alla profondità voluta.

Cannone navale a retrocarica

Il modello rappresenta una bombarda a retrocarica destinata ad essere usata sui ponti delle navi. La culatta (parte posteriore usata per il caricamento) si fissava al cannone mediante una vite conica mossa da una manovella a vite senza fine.

Il foglio, disegnato a penna con inchiostro seppia, è databile tra il 1487 e il 1490 e presenta disegni di architettura militare e armi navali. In alto, pianta di rivellino. Al centro, cannone navale con didascalia "Bombarda grossa che si carica dirieto, e uno solo omo la v'invita e disvita". Sotto, particolare della manovella della bombarda con didascalia: "Il manico b è una vite senza fine, la quale debbe essere lunga quanto la vite ch'entra nella tromba, e il polo an è congiunto con un cerchio di bronzo, il quale cigne la coda..." seguono altri disegni.

Chiusa a porte battenti per canale navigabile

Al sistema delle conche per far superare alle imbarcazioni un dislivello d'acqua, già in uso in Lombardia da oltre 200 anni, Leonardo apporta il perfezionamento delle porte di chiusura introducendo un portello manovrabile dall'argine al fine di ridurre lo sforzo di apertura .

Progetti di canale per Firenze. I tre disegni rappresentano, il primo il profilo degli argini, gli altri due il superamento di un fiume mediante chiuse.

Chiusa a porte battenti per canale navigabile

Al sistema delle conche per far superare alle imbarcazioni un dislivello d'acqua, già in uso in Lombardia da oltre 200 anni, Leonardo apporta il perfezionamento delle porte di chiusura introducendo un portello manovrabile dall'argine al fine di ridurre lo sforzo di apertura .

Progetti di canale per Firenze. I tre disegni rappresentano, il primo il profilo degli argini, gli altri due il superamento di un fiume mediante chiuse.

Cupolino per respirare

Leonardo aveva previsto le possibili attività di un palombaro, e aveva cercato di dare specifiche descrizioni delle apparecchiature da usare e del loro funzionamento. Per gli impieghi di guerra egli pensava di utilizzare dei semplici copricapi muniti di ridottissimi boccalini per la presa d'aria e prevedeva l'adozione di guanti palmati e pinne natanti per il palombaro.

Draga lagunare

Questo tipo di draga doveva servire per pulire i fondali di canali o di conche lacustri. La draga era montata su due barche ed era fornita di quattro pale ruotanti con movimento a manovella. La conformazione delle casse "portatrici di terra del pantano" consentiva la facile caduta del fango in una zattera ormeggiata fra le due barche. La profondità dell'escavazione era regolata dallo scorrimento in verticale del tamburo al quale erano fissate le quattro pale. Interessante l'avanzamento della draga a mezzo del cavo di ormeggio: mentre la ruota gira a cavar fango, una corda legata alla riva si avvolge intorno all'asse del tamburo spostando la zona di escavazione.

L'intero foglio e' dedicato alla draga lagunare definita "strumento per cavare terra". Leonardo associa alla macchina quattro lettere, bf-mn, indicanti alcune parti e meccanismi importanti per il funzionamento della macchina stessa (b=bracci; f=ruota dentata; m=palo per; n=manico per la ruota; mf e mb=corde). Seguono due note; una, breve, sul margine destro che recita: "Il polo che comodita' del potere discendere in tanta basezza, quando debba discendere la rota per profondare l'acqua al palude"; l'altra, centrale e molto più lunga, espone i vantaggi della draga lagunare e ne riporta le principali fasi di lavoro ed il modo in cui procedere.

Draga marittima

La benna di questa draga marittima a comando manuale anticipa la costruzione delle attuali benne escavatrici meccaniche. Oltre alla particolare forma dei denti, la benna era manovrata da una doppia fune, che consentiva sia il tiro che l'innalzamento, favorendo le condizioni di lavoro. Le numerose ancore di trattenuta dovevano infine controbilanciare gli sforzi a cui era sottoposta la draga per la trazione della benna sul fondo.

Il foglio, a matita e penna, appartiene al periodo milanese ed è databile tra il 1486 ed il 1490. In alto è disegnata la draga marittima fornita di ancore e benna escavatrice per la pulizia dei porti. Nella parte centrale altri temi: disegno di un'ala della macchina volante, due tipi di molle. In fondo una nota riguardante il "fabbisogno di forza necessario per far sollevare un uomo con due ali ".

Escorpio

Nave da guerra. Il progetto dell'escorpio è notevole, oltre che per il potere offensivo della caduta istantanea della grande falce, per la protezione dei vogatori per mezzo di robusti mantelletti con entrate defilate e copertura di pelli umide contro il lancio di fuoco dall'alto.

Galleggiante a fondo apribile

Questo galleggiante era stato pensato per trasportare materiale da depositare sul letto di un fiume dalle acque tranquille e non troppo profonde, alzandone cosi' il fondo e permettendo il passaggio di truppe. Tale rialzamento doveva ottenersi con il getto "nel luogo dove vuoi" di ghiaia trasportata con questi galleggianti, che usati come "mezzi di circostanza" potevano essere costruiti sul luogo stesso di impiego utilizzando canne o vimini intrecciate e poi rivestiti di pelli.

Il foglio contiene due disegni di soggetto diverso e relative note. In alto, galleggiante a fondo apribile e in basso cerbottana con freccia. Sotto la figura del galleggiante, Leonardo riporta un'ampia nota descrittiva sull'uso di questo strumento per guadare fiumi poco profondi. Per poter seguire sempre la stessa linea di lavoro, e per trattenere la barca dalla forza dell'acqua Leonardo pensa ad una corda, agganciata all'imbarcazione e fissata alle due sponde del fiume tramite due poli.

Galleggianti per camminare sull'acqua

Leonardo disegna e descrive brevemente un modo di camminare sull'acqua dotando un uomo di due galleggianti, molto allungati, attaccati ai piedi e di due racchette per potersi equilibrare con le braccia. Di nessun risvolto pratico, il sistema evidenzia il sogno di potersi muovere sull'acqua come sulla terra.

La figura e' inserita in un foglio, databile tra il 1475 e il 1480, che contiene vari disegni di macchine per sollevare l'acqua attraverso l'uso di ruote dentate, ingranaggi, pompe e soffietti. Tre figure umane mostrano il modo di andare sott'acqua o di camminarci sopra.

Guanto palmato

Fanno parte dell'attrezzatura necessaria a muoversi più facilmente in acqua. Sono guanti da legare intorno al polso, semplici da indossare, costruiti probabilmente in pelle resa rigida in cinque stecche di legno, ad imitazione degli arti dei palmipedi.

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Redatto tra il 1487 ed il 1490, il foglio mostra due attrezzature per nuotare: il guanto palmato e, più in basso, il salvagente, con nota esplicativa su come salvarsi in caso di una tempesta o di un naufragio. La nota riporta sotto il guanto palmato "guanto con pannicoli per nuotare in mare" fa pensare ad un unico equipaggiamento ideato per aumentare le capacità di stare a galla, soprattutto in situazioni di emergenza o di necessità.

Imbarcazione a pale

Un problema che Leonardo si pone e' quello di rendere più spedita e facile la navigazione. Naturalmente la forma dello scafo aveva una grande importanza e Leonardo se ne interessò. Pensò inoltre di equipaggiare certe barche con grandi pale che, azionate cadauna da un uomo tramite manovelle, avrebbero aumentato il ritmo e l'efficacia rispetto al tradizionale remo. In questo progetto gli uomini che dovevano far forza erano posizionati sotto il ponte della barca, da dove, tramite una cinghia ( o funi), mettevano in movimento il grande tamburo centrale che ingranava con un sistema a ruote, con pioli e lanterna. Leonardo era consapevole che cosi' come era disegnato il meccanismo non poteva funzionare ( le pale avrebbero infatti girato in senso inverso una dall'altra) e che occorreva pertanto interporre un altro meccanismo.

I disegni riportati in questo foglio , databili al 1482 si riferiscono ad una barca a ruote con lo scafo disegnato solo in parte e con intorno alcuni particolari. Nel progetto Leonardo prescinde completamente dallo scafo, di cui traccia solo in parte il ponte di appoggio della motrice e della trasmissione a cinghia che con il grosso rocchetto a lanterna. Le poche annotazioni presenti sul foglio si riferiscono ad altri argomenti.

Misura della trasformazione di acqua in vapore

Lo strumento ideato da Leonardo serviva a sperimentare e misurare la dilatazione e la forza del vapore. Il dispositivo era costituito da un recipiente pieno d'acqua fredda con un coperchio a cui era attaccato un peso. Accendendo il fuoco, l'acqua si scaldava aumentando gradualmente in volume; il peso esterno tendeva a scendere, dando cosi' la misura della forza esercitata dal vapore acqueo sul coperchio del contenitore. Tutto il fenomeno poteva essere seguito attraverso una vescica che era legata al coperchio del contenitore.

Motrice navale a ruote

E' una delle proposte di Leonardo sulla propulsione navale mediante ruote mosse dalla forza umana. In questo progetto, gli uomini che dovevano far forza erano posizionati sotto il ponte della nave da dove, tramite funi, mettevano in movimento il grande tamburo centrale che ingranava, con un sistema a ruote con pioli e lanterna, l'asse delle pale fornendo così il movimento all'imbarcazione. Leonardo era consapevole che, così come era disegnato, il sistema non poteva funzionare (le pale avrebbero girato in senso inverso l'una dall'altra) e che occorreva un altro meccanismo.

I disegni riportati in questo foglio, databili intorno al 1482, si riferiscono a una macchina navale a ruote (lo scafo è disegnato solo in parte con intorno alcuni particolari).

Leonardo prescinde completamente dallo scafo, di cui traccia solo in parte il ponte di appoggio della motrice e della trasmissione a cinghia, che investe il grosso rocchetto a lanterna del primo comando e poi attraversa il ponte per scendere al di sotto di questo.

Le poche annotazioni presenti sul foglio si riferiscono ad altri argomenti.

Nave a sperone mobile escorpio

Il progetto dell'escorpio è notevole oltre che per il potere offensivo della caduta istantanea della grande falce, anche per la possibilità che questa potesse, tramite una piattaforma girevole, essere velocemente posizionata sul punto da colpire. Il meccanismo di sollevamento della falce azionato da una manovella e da ingranaggi, e la sua rapida caduta assicuravano l'efficacia del mezzo. L'imbarcazione era dotata di un dispositivo per la protezione dei vogatori a mezzo di robusti mantelletti con entrate defilate e coperture di pelli che dovevano servire ad attenuare l'effetto del lancio di fuoco dall'alto.

Sul foglio tre disegni. In alto, nave a sperone mobile con nota sul modo di sfondare un naviglio avversario; Leonardo indica gli accorgimenti da prendere sia per evitare di ricevere il contraccolpo per l'urto riportato che per sganciare velocemente la barca nemica evitando, alla barca assalitrice, di essere trascinata in fondo al mare.

Nello stesso foglio figurano altri temi: un uomo su una bilancia per misurare la sua forza e un suonatore di corno tra due pareti a gradoni.

Nave veloce speronatrice

Il modello rappresenta lo studio di una imbarcazione per lo speronamento subacqueo delle navi nemiche. Lo scafo della nave speronatrice e' molto robusto, privo di vela e i vogatori vengono difesi da una protezione mobile. Caratteristica significativa della nave doveva essere la velocità e conseguentemente la forza d'urto. La forma dello scafo, con rapporto tra lunghezza e larghezza di oltre 12, doveva garantire al mezzo le prestazioni richieste.

Paratoie a ghigliottina

Lo schizzo è riconducibile agli studi effettuati da Leonardo sulla navigazione di fiumi con portata d'acqua non costante. Il corso d'acqua viene diviso in brevi tratti mediante paratoie a traversa. A ciascuna traversa e' addossata una chiusa a doppio sistema di porte, per mezzo della quale una barca può scendere o salire il salto d'acqua creato dalla traversa, cosi' come si usa nei canali artificiali.

Il foglio risalente al periodo tra il 1475 ed 1480 quando Leonardo era ancora in Toscana, riporta disegni di un grande canale navigabile con chiuse e conche e molte navi impegnate a risalirlo. Nella parte sinistra del foglio due disegni: il primo a matita, l'altro a penna, illustrano il sistema di chiusure delle conche con una nota a centro pagina che spiega il funzionamento delle chiuse stesse attraverso l'azionamento di un argano.

Pompa per sentine o "tromba da galea"

"Tromba da galea" destinata a vuotare dall'acqua le sentine delle imbarcazioni. La valvola a sede conica presente nella pompa era stata probabilmente studiata da Leonardo per un progetto di mantice a soffietto a caduta d'acqua destinato alle fucine o alle fonderie.

Ponte a costruzione rapida

E' un ponte di circostanza su cavalletti. L'idea di questo ponte appartiene agli studi per la costruzione di ponti militari provvisori realizzabili attraverso il collegamento di tronchi di legno a mezzo di corde. Leonardo descrive il modo di disporre i tronchi e di legarli tra loro ad una certa distanza e fornisce qualche riferimento ai materiali da impiegare ed agli accorgimenti tecnici da usare. Questo ed altri tipi di ponte facevano parti delle "credenziali" militari offerte da Leonardo a Ludovico il Moro, signore di Milano.

Ponte canale con chiuse a porte battenti

Lo schizzo descrive il funzionamento di un ponte canale per Firenze che permette il superamento di un corso d'acqua tramite una grande conca costituita da un sistema di chiuse poste a una determinata distanza l'una dall'altra. Le chiuse consentono alle imbarcazioni di superare un dislivello d'acqua. Nelle note a fianco del disegno, Leonardo descrive in che modo devono essere costruite le sponde del canale per evitare che l'acqua eroda la ghiaia delle sponde stesse e per impedire possibili allagamenti. Inoltre, per problemi legati alle eventuali piene dei corsi d'acqua, Leonardo indica come costruire il fondo del canale e i periodi migliori per effettuare questi lavori.

Il foglio contiene tre disegni sul progetto di un canale per Firenze e sono databili agli anni 1482/3, con riferimento a quanto riportato nella famosa lettera a Ludovico il Moro nella quale Leonardo fa menzione del suo saper "conducer le acque da un loco ad un altro.

Nella parte superiore del foglio, una lunga nota descrive il profilo degli argini e spiega come evitare la erosione degli stessi; nella parte centrale è tracciato il disegno di un "ponte canale" per il superamento di un fiume mediante chiuse; nella parte inferiore lo stesso canale è visto di fianco sopra il ponte. Nella nota, Leonardo, oltre che specificare trattarsi del "canale per Firenze", indica il periodo migliore per effettuare i lavori di scavo. A proposito di canali e di carichi trasportati dalle barche, successivamente Leonardo annoterà: "il gran peso della barca che passa per il fiume sostenuto dall'arco del ponte, non cresce peso a esso ponte, perché la barca pesa di punto quanto il peso dell'acqua che tal barca caccia dal suo sito..."

"Ponte di circostanza" su cavalletti

L'idea di questo ponte appartiene agli studi per la costruzione di ponti militari provvisori, realizzabili attraverso il collegamento di tronchi di legno a mezzo di corde. Leonardo descrive il modo di disporre i tronchi e di legarli tra loro a uguale distanza, con qualche riferimento ai materiali da impiegare e agli accorgimenti tecnici da usare. Questo e altri tipi di ponte facevano parte delle credenziali militari offerte da Leonardo a Ludovico il Moro, signore di Milano.

Databile al 1482, il foglio contiene indicazioni per la costruzione di un ponte militare, di rapida esecuzione, fatto con tronchi d'albero. Nelle tre note che accompagnano i disegni Leonardo, elenca le operazioni da farsi. In alto "Armadure. In che modo si debba porre alcuno ponte con brevità, atti a fuggire o seguire il nemico". Al centro: " quando tu hai le code dei legni in aria, valli tanto in sommo che tu li possi dare il sostegno" . In basso "questo ponte è molto comodo e presto, ma dagli di sei braccia in sei...Po' metti dietro l'altra forcella, e cosi' fa di mano in mano". A destra in basso "Se apirai questi uncini nelle lor code, gli potrai tessere insieme come treccia".

"Ponte di circostanza" su doppia fila di cavalletti

In questo progetto il ponte si compone di una doppia fila di cavalletti che reggono l'impalcato. Leonardo dà anche indicazioni circa il materiale da usare e la procedura da seguire: la costruzione avveniva realizzando sommariamente la struttura del ponte e rivestendola poi con sottili assi di legno leggero, facilmente maneggiabili. Successivamente la struttura portante provvisoria veniva sostituita con una struttura definitiva realizzata con grossi tronchi di legno a forma di cavalletto. Anche questo studio puo' essere fatto risalire al periodo dell'arrivo di Leonardo a Milano.

Nella parte centrale di questo foglio, databile intorno al 1482, il disegno del ponte in inchiostro rossiccio. In alto a sinistra studi per una balestra, a destra in inchiostro più scuro, studi architettonici. In basso, particolari della balestra e didascalia che si riferisce alle modalità di costruzione del ponte : "Questi legni vogliano essere sottili a guisa di lance, acciò che con facilità si possino elevare dal piano dell'acqua e fermarsi, e' n alto tanto che in quattro o cinque luoghi s'imbastisca il ponte. Poi nel luogo delle lance metti legni grossi e fornisci di tessere il ponte di due braccia in due."

Ponte di Galata

Il modello e' stato realizzato in base alle indicazioni ricavate da un piccolissimo disegno di Leonardo presente nel manoscritto L conservato presso l'Istituto di Francia. Il disegno, eseguito sia in pianta che in alzato, mostra il ponte costituito da una unica campata che doveva essere lunga 240 metri, larga 23 metri ed alta, al suo culmine, 40 metri sul livello dell'acqua. Singolare il doppio sostegno delle teste del ponte a forma di code di rondine per meglio reggere le spinte trasversali. Da segnalare la presenza di uno schizzo di nave con alberatura che passa agevolmente sotto la campata centrale.

Il disegno, databile tra il 1502 ed il 1503, illustra il progetto di un ponte ad una sola arcata per il superamento del Bosforo. Si può far risalire questa idea al periodo in cui Leonardo era in Romagna al servizio dei Borgia, lo schizzo di tale progetto venne probabilmente eseguito nel 1502 anno in cui gli ambasciatori del Sultano Bayazid II dell'Impero Ottomano si trovavano a Roma alla ricerca di ingegneri italiani per sostituire il vecchio ponte di barche sul Corno d'Oro con una nuova, più stabile e duratura struttura. Leonardo ebbe modo di vedere, a Castel del Rio in Romagna, proprio in quel periodo, il ponte ad una sola campata di 80 metri, costruito nel 1499 da Andrea Furrieri da Imola. L'ipotesi di un progetto leonardesco da proporre al Sultano pare trovare anche conferma in una lettera scritta in turco che sembra essere proprio la traduzione di quella in cui Leonardo offriva i propri servizi al Sultano ottomano.

Ponte girevole

Si tratta probabilmente di uno dei tanti ponti " leggerissimi e forti" che Leonardo descriveva nella sua famosa lettera a Ludovico il Moro. Tali ponti dovevano essere edificabili con materiale facilmente reperibile e trasportabile. Quello a profilo parabolico e' concepito ad una sola campata ed e' fissato ad una delle due sponde con un grande perno verticale. Lo spostamento avviene a mezzo di corde ed argani con l'aiuto di ruote o rulli metallici per favorirne lo scorrimento. E' inoltre fornito di un cassone di contrappeso che serve ad equilibrare e a facilitarne la manovra quando il ponte resta sospeso prima di appoggiarsi all'altra sponda.

Il disegno, databile al primissimo periodo milanese, è da riferirsi agli studi di quei " ponti leggerissimi e forti atti a portare facilissimamente, e con quelli seguire e alcune volte fuggire li nemici, e altri securi e inoffensibili da foco di battaglie, facili e comodi da levare e ponere".

Ponte girevole su barche

Il ponte poteva essere costruito con barche o botti e, mediante l'uso di un apposito argano mosso da terra, poteva essere alloggiato in un'apposita nicchia ricavata nell'argine di un fiume Tale sistema era pensato per fiumi con acque tranquille.

Il disegno, databile al primissimo periodo milanese, è da riferirsi agli studi di quei "ponti leggerissimi e forti atti a portare facilissimamente, e con quelli seguire e alcune volte fuggire li nemici, e altri securi e inoffensibili da foco di battaglie, facili e comodi da levare e ponere" che Leonardo descrisse nella famosa lettera a Ludovico il Moro, ove elencava le sue capacita' strategiche e costruttive in campo militare.

Portello di chiusa

Leonardo arrivo' a Milano quando il sistema dei navigli e delle conche esisteva già da oltre 200 anni. Egli ne fu affascinato e cerco' di apportare miglioramenti ai sistemi già in uso. Uno di questi fu appunto il meccanismo di apertura e chiusura dei portelloni di chiusura mediante l'inserimento di un piccolo sportello a chiavistello, manovrabile dall'alto, che permetteva un afflusso di acqua sufficiente ad equilibrare la pressione ai due lati della porta principale, agevolandone cosi' l'apertura.

Il foglio, databile tra il 1506 e il 1513, durante la permanenza di Leonardo a Milano sotto il dominio francese, ha per tema la conca del naviglio di S. Marco e riporta nella parte superiore la vista frontale della porta battente con il portone ad angolo ed il portello inferiore, manovrabile dall'alzaia, per diminuire o aumentare la portata dell'acqua della conca stessa. Tale dispositivo si inseriva in un progetto più generale dell'allacciamento del canale della Martesana alla fossa interna della città attraverso le conche dell'Incoronata e di S. Marco. Nella parte inferiore del foglio, disegno riguardante la pianta della conca e più in basso, sezione della stessa con note che si riferiscono alla costruzione della stessa.

Scafandro per palombaro

Già ai tempi di Leonardo si sperimentavano sistemi per poter lavorare in acqua a un certa profondità. Leonardo concepisce uno scafandro in cuoio ; la respirazione avveniva attraverso manichette in canna unite con giunti di cuoio; una spirale di acciaio veniva inserita nei giunti al fine di impedirne lo schiacciamento determinato dalla pressione dell'acqua. I tubi usati per la respirazione uscivano in superficie ed erano sostenuti e protetti da uno speciale sistema galleggiante. Vedi anche il cupolino per respirare e la sezione di canna.

Il foglio, con il particolare dello scafandro per palombaro, ha come tema principale una serie di azioni militari progettate contro la flotta nemica, probabilmente quella turca. Le azioni e gli strumenti da guerra sono affidati all'opera del palombaro, per il quale Leonardo prevede un apposito abbigliamento, descritto nella nota in alto, composto da: giubbone, calzoni, maschera con occhiali di vetro. Il rigonfiamento della giubba, destinato a contenere in un otre la riserva d'aria, è sostenuto da una struttura di cerchi di ferro. Con la convinzione che questa riserva potesse durare a lungo, Leonardo aveva previsto per il palombaro anche un piccolo otre per orinare, un sacco di pelle ermeticamente chiuso e fornito di una valvola, da utilizzare gonfiato o sgonfiato per la salita o la discesa subacquea e inoltre, sacchi di sabbia come zavorra, una lunga corda, un coltello e un corno per segnalare la fine delle operazioni. La nota si conclude con indicazioni su come trattare eventuali prigionieri.

Scafo doppio

Struttura a doppia parete atta a limitare l'entrata dell'acqua in seguito a possibili attacchi subacquei di guastatori o a violenti speronamenti.

E' una delle pagine ancora non del tutto chiarite, sia per i disegni che per le annotazioni in essa riportate. Nel foglio sono presenti tre disegni a soggetto nautico: una macchina "atameganta" di origine greca, per spargere acqua; un natante di forma circolare munito di torretta (sommergibile?) e relativa didascalia di non facile interpretrazione; infine uno scafo doppio e componenti (parti) di scafo con didascalia che recita: "moto del voto delle barche" e sopra (ma di altra mano) "modo del bunto del barco".

Sega idraulica ad avanzamento automatico

Il modello riprende un disegno di sega ad avanzamento automatico mossa dalla forza motrice dell'acqua. La ruota idraulica trasmette in rapida successione un movimento alternato alla lama della sega e al carrello portatronchi. Congegni di questo tipo erano già ampiamente utilizzati all'epoca di Leonardo (molto nota è la descrizione di Francesco di Giorgio Martini)

Il foglio, databile intorno al 1480, contiene il disegno di una grossa macchina per segheria e particolari di essa. Brevi didascalie: a destra "Telaio"; all'interno del disegno della macchina, in scrittura non speculare " Vuole essere più lungo tutto".

Sezione di canna

Il palombaro, cosi' come pensato e disegnato da Leonardo, era dotato di un respiratore che, collegato con la superficie attraverso tubi flessibili terminanti in una cupola protettiva galleggiante, gli forniva l'aria necessaria per la respirazione. Questo collegamento avveniva attraverso tubi di canna con snodi in cuoio. Vedi anche lo scafandro.

Sfondacarene

Attrezzo offensivo per l'affondamento delle navi nemiche, destinato a essere comandato direttamente dagli uomini d'assalto, in primo luogo dai palombari. L'attrezzo, in ferro, ha la forma di una U rovesciata ed è munito di un vitone centrale. Le due gambe della U vengono fissate su due tavole non contigue dello scafo della nave. Nella tavola centrale viene avvitata la vite. Una volta che questo è saldamente avvitato e fissato, viene azionata la seconda manovella, che esercitando pressione sui due bracci dello sfondacarene, provocherà la rottura dello scafo e di conseguenza l'affondamento della nave.

Sul foglio sono rappresentate una serie di azioni militari progettate contro la flotta nemica (turca?). Il disegno mostra un congegno in cui una grossa vite perfora lo scafo di una nave. In alto didascalie "Non insegnare e sarai solo eccellente..." . A sinistra piccole barche, sotto: nave fissata con corde. A destra grossa vite entro la madrevite, congegno (sfondacarene) montato su doppio scafo, particolari delle viti, inoltre figura di palombaro a mezzo busto con indumenti, grande figura del congegno perforante (sfondacarene) con didascalia "Qui sta l'omo".

Sfondacarene automatico

Il modello rappresenta una delle armi destinate a far affondare le navi nemiche spaccando con un violento strappo un'asse di legno della carena. Il congegno è costituito da una piccola ma possente molla di ferro a forma di U e da tre viti con una delle tre estremità fissata rigidamente su di un'asse della carena. L'altro estremo, che può flettersi, viene avvitato alla terza asse, mentre una seconda vite posta al centro della molla, e destinata a dare a questa la forza strappante, viene avvitata nella seconda asse della carena, asse che subirà successivamente lo strappo. Se l'attrezzo, dopo essere stato caricato mediante la vite centrale viene liberato dal fermo, la forza di ritorno della molla, agendo bruscamente sulla seconda vite, provocherà lo sfondamento della carena.

Il foglio contiene disegni di varia natura tra cui due strumenti per sfondare lo scafo di una nave. Sul disegno sono riportate le lettere nf- ra- g e a fianco la didascalia :"strumento breve a spiccare con un picciol colpo un'asse del fondo d'un navilio. La vite n f è quella la quale entra e piglia l'asse; la vite ra è quella che strinse l'acciaro e, dato col martello e appiccato una corda dal punto g al timone e subito che il timone sia mosso, la vite ra lascia la mola libera e la vite nf spicca l'ase".

Struttura a gabbione per consolidare le fondamenta di un canale

Il modello rappresenta una sezione della pavimentazione di un canale navigabile e specificatamente della conca di S. Marco in Milano che, insieme alla conca dell'Incoronata, doveva consentire il collegamento tra il Naviglio della Martesana e la fossa interna della città. Il sistema di costruzione, basato su file di pali affondati nel terreno e collegati da traverse, mette in evidenza la necessità di garantire una buona tenuta sia dei fianchi della conca, che del fondale stesso, in quanto sottoposti a una notevole pressione dell'acqua dovuta al dislivello delle due conche.

Tagliasartie

Il modello rappresenta una delle idee di Leonardo per danneggiare la velaturi delle imbarcazioni nemiche. L'arma è costituita da una palla di cannone che trascina un attrezzo che, aprendosi e colpendo le sartie, riesce a provocare la caduta delle vele nemiche e a rendere così difficoltose le manovre della nave stessa.

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Il foglio contiene disegni di diverso soggetto, tra cui due schizzi di palla di cannone con falce e relativa didascalia : "Le falci a saranno lunghe braccia 4 e dall'una e l'altra punta fia bbraccia 4. E que' debbon essere tratte nelle corde delle gran navi, a ciò che le vele caggino in basso. E 'l navilio che le porta, ne porti assai, e sia di travi forte a ciò che le bombardelle delle navi non le rompan e la ballotta sia libbre 200". Sono inoltre raffigurate le bombarde necessarie a lanciare simili mezzi di offesa. Tutti i disegni, eseguiti a penna e inchiostro seppia, possono essere datati tra il 1485 ed il 1490.

Valvola conica

Dispositivo più volte utilizzato da Leonardo per il blocco automatico del passaggio d'acqua o di aria tra due condotti o tra un condotto e relativo contenitore.

Leonardo architetto

Angolo di rocca con triplice difesa radente

Il disegno, realizzato probabilmente durante il primo soggiorno milanese di Leonardo, rappresenta un angolo di rocca, con due fortificazioni angolari. La prima all'interno del perimetro, la seconda sull'angolo, da cui sporge per la maggior parte del suo volume. Le due strutture dominano il fossato ricavato senza scavo, ma con un muro di contenimento e un considerevole riporto di terra. Particolarmente interessante e innovativo è il posizionamento delle difese per i tiri di fiancheggiamento, realizzato sistemando una fila di bocche da fuoco sulla rocca sporgente, in maniera da poter colpire gli eventuali assalitori che avessero raggiunto la sommità del fossato. L'obiettivo di tale struttura è quello di poter organizzare per fasi successive una serie di tiri radenti che colpiscano gli assalitori nei punti dove e' difficile avanzare: l'argine, il fosso, la cortina, il camminamento superiore.

Sul foglio disegni, con relative didascalie, eseguiti con penna e inchiostro seppia, databili tra il 1487 e il 1490. Il particolare del disegno qui riprodotto è posto nella parte inferiore a destra e rappresenta una veduta in pianta e in prospettiva della zona angolare d'una fortezza con corpo di fabbrica quadrangolare sporgente;" fortezza che batte i fossi e l'argine di fori de fossi ".

In alto a sinistra parte del disegno relativo alla pianta di un torrione centrale, disegno di una chiesa a pianta centrale (qui non visibile); in alto a destra, veduta a volo d'uccello di un lato di una fortezza che viene anche disegnato in sezione insieme col fossato e la controscarpa. I disegni furono probabilmente eseguiti in periodi diversi.

Basilica a 5 cupole

Il modello rappresenta una chiesa a croce greca organizzata su due assi perpendicolari con ottagono irregolare centrale e quattro cappelle identiche. Esternamente la chiesa appare divisa in due parti da una cornice continua, la parte inferiore comprende tre coppie di finestre bifore e quattro porte sormontate da un timpano triangolare; la parte superiore è costituita da cinque tamburi con relative cupole tra le quali spicca quella centrale che organizza gerarchicamente i volumi e le masse plastiche dell'edificio.

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Il foglio contiene disegni eseguiti a penna e inchiostro seppia, di architettura militare e religiosa. Il disegno della chiesa, con relativa piantina a croce greca, può essere datato tra il 1487 ed il 1490 e raffigura un edificio ottagonale a cupola centrale con quattro avancorpi laterali coronati da tetti a capanne o a cupolette. Varie didascalie.

Chiesa a pianta centrale

Il plastico evidenzia un progetto di chiesa che si articola su un concetto di simmetria con quattro assi uguali a due a due che si intersecano nel centro ed organizzano radialmente otto cappelle di foggia alternata. I volumi delle quattro cappelle circolari, in corrispondenza dei primi due assi, sono parzialmente inglobati nel parallelepipedo centrale, le altre quattro sono invece strutturalmente più complesse. Sul tamburo centrale, con decorazioni a tondi di brunelleschiana memoria, si imposta una imponente cupola emisferica . La copertura e' piana perchè come sottolinea Leonardo, " a nessuna chiesa sta bene vedere tetti, anzi sia rappianato".

Il disegno, eseguito a penna con inchiostro seppia, è databile tra il 1487 ed il 1490. Oltre alla chiesa, nel foglio compaiono altri temi architettonici: in alto, porzione di fortezza con fossato e controscarpa; a fianco, note per le guardie su come fare la ronda sia in tempo di guerra che di pace. In basso (qui non riportata) veduta in pianta ed in prospettiva della zona angolare d'una fortezza con corpo di fabbrica quadrangolare sporgente

Chiesa a pianta centrale a nove cupole

La chiesa rappresentata sul foglio 21 del Manoscritto B , si sviluppa attorno ad un ambiente centrale sul quale si affacciano, attraverso stretti passaggi, otto cappelle poliabsidate tra loro collegate da corti corridoi.

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Il disegno, eseguito tra il 1487 ed il 1490, rappresenta una chiesa rotonda a nove cupole e relativa pianta. Si può cogliere una netta distinzione tra la tribuna ed i vani perimetrali; la chiarezza espressiva della pianta è rintracciabile anche esternamente, dove le cappelle sono riunite in un unico volume cilindrico con copertura piana dalla quale spiccano gli otto tamburi con relative cupole. L'importanza gerarchica dello spazio centrale è sottolineata dalla imponente cupola e dal tamburo ottagonale. Elementi architettonici presenti sia nella cupola che nel tamburo, la forma della lanterna e le decorazioni dei tondi, ripropongono modalità già usate dal Brunelleschi a Firenze e sicuramente note a Leonardo. Nella restante parte del foglio ( qui non riprodotta) figurano: in alto, interno di un edificio ad archi; al centro, una pianta di chiesa a base quadrata con absidi semicircolari e una macchina per la costruzione di sfere; in basso, forno con torre per contenere combustibile e relativa didascalia.

Chiesa a pianta centrale con 4 campanili cilindrici

Il modello di questa chiesa e' impostato attorno a un vano centrale a forma di ottagono irregolare sul quale si affacciano quattro absidi semicircolari posizionate sui quattro lati maggiori, e altrettante cappelle sui lati minori, ai quali sono collegate da brevi corridoi. Tale idea di chiesa a pianta centrale, simile ad altre già descritte da Leonardo, e' stata elaborata probabilmente tra il 1487 ed il 1490.

Il foglio, databile tra il 1487 ed il 1490, riporta due chiese a pianta centrale con disegno in alzato e pianta e, in basso, altre due piante di chiese. La prima chiesa è quella a pianta gemmata, la seconda quella a pianta centrale con campanili cilindrici.

Chiesa a pianta centrale o a 2 livelli

Il plastico evidenzia un modello di chiesa a pianta centrale con quattro absidi semicircolari che insistono sui due assi ortogonali (orizzontale e verticale) approssimando la pianta ad uno schema a croce greca. Sono inoltre presenti otto cappelle circolari della stessa dimensione e quattro blocchi di scale in corrispondenza delle entrate .Particolarità di questo edificio è lo sviluppo degli ambienti su due piani sovrapposti . Il disegno e le annotazioni sono fortemente ispirati alla chiesa di S. Sepolcro a Milano che Leonardo visito' più volte e descrisse minuziosamente nei suoi appunti.

Il foglio, databile tra il 1487 ed il 1490, contiene tre disegni della stessa chiesa : in alto una vista d'insieme, lateralmente spaccato della stessa, sotto pianta quadrata con nota esplicativa riportante le lettere cabd, che indicano rispettivamente il tiburio di sopra(cd) ed di sotto (ab).Particolarità di questo edificio è l'essere abitato sia sopra che sotto. Infatti Leonardo nella citata nota riporta: " questo edificio è abitato di sotto e di sopra, come S. Sipulcro. E' di sopra come sotto salvo che il di sopra ha il tiburio cd e il di sotto ha il tiburio ab; e quando entri ne la chiesa di sotto, tu cali 10 scalini e quando tu monti in quella di sopra tu sali 20 .

Chiesa a pianta gemmata

La chiesa è costituita, in pianta, da un ottagono regolare centrale dove si affacciano, attraverso stretti corridoi, otto cappelle identiche, su ognuna delle quali insiste un'abside semicircolare. Si tratta quindi di uno studio sulla possibilità di sviluppo di una pianta per gemmazione, ossia articolando radialmente elementi simili per forma ma diversi per dimensione.

Sul foglio sono raffigurate due chiese con alzato e pianta e le piante di altre due chiese. Nessuna didascalia. Il disegno della chiesa a pianta gemmata è il primo in alto a sinistra. Subito sotto, il disegno della chiesa a pianta centrale con quattro campanili cilindrici. Tutto il foglio è stato probabilmente disegnato tra il 1487-1490.

Citta' ideale

Attratto dalle forme classiche, Leonardo elaboro' bozzetti di chiese a pianta centrale, nelle quali si intravedevano simmetrie architettoniche ottenute con complesse strutture di absidi, nicchie, tabernacoli o loggiati. Si interesso' pure alle città e in particolare a Milano e ai problemi di risanamento edilizio che questa città aveva, specie dopo la peste che la colpì nel 1484. Leonardo pensa alla progettazione di una città ideale, ossia pianificata secondo un'idea unitaria, e disegna vari particolari che uniti danno corpo a come poteva presentarsi tale città se fosse stata costruita. Tale città doveva essere costruita vicino a un grande fiume ( probabilmente il Ticino) le cui acque avrebbero rappresentato la soluzione a tanti problemi che la città poneva. Al Museo e' presente un grande plastico che riporta tutte le idee di Leonardo unite a formare una vera e propria città; di seguito vengono approfonditi alcuni dettagli.

Particolare del plastico

Cortina con salienti semicircolari - particolare 1

Particolare di una cortina, in cui sono messi in evidenza i disimpegni e i locali delle bombardiere, ricavati sul retro della cortina stessa per non indebolirne la struttura muraria frontale; tali ampi spazi permettevano facilità di movimento alle truppe e costituivano una valvola di sfogo ai fumi e il rombo dei cannoni. Il modello mette in evidenza la forma innovativa della copertura.

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Il foglio riporta disegni di fortificazioni militari, eseguiti intorno al 1502, e riferibili allo studio di una cortina con sperone e salienti semicircolari. Nessuna didascalia. In alto a destra veduta in alzato di una cortina a sproni con copertura a struttura convessa. In basso a sinistra tre schizzi sulla sezione degli sproni.

Cortina con salienti semicircolari - particolare 2

Il particolare del plastico mette in evidenza la struttura della cortina, nella quale sono ben visibili i passaggi interni, l'accesso ai locali delle bombardiere nonché la forma dei salienti e quella della struttura paraboloide della copertura superiore.

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Il foglio, con disegni capovolti rispetto alla numerazione, contiene due rappresentazioni con particolari relativi alla cortina con sperone e salienti semicircolari già disegnata nel foglio 63 dello stesso manoscritto. Nessuna didascalia. Il foglio è databile intorno al 1502. In alto, sezione di una piazzaforte con gallerie da cui si possono raggiungere le bombardiere. In basso veduta in prospettiva dall'alto di un tratto di cortina con sproni disposti a spicchio. Tutto il disegno mette in evidenza la capacità sia difensiva che offensiva (presenza di bombardiere ben difese) di tutta la struttura militare.

Cortina con salienti semicircolari - particolare 3

Particolare della cortina in cui sono messi in evidenza la forma e la struttura dei salienti semicircolari. La struttura muraria realizza in sè le indicazioni di Leonardo sulla disposizione dei mattoni e sulla struttura degli archi. Si tratta di una straordinaria trasposizione sul piano orizzontale dell'antica tecnica costruttiva in laterizi che, con archi annegati nelle murature verticali, otteneva la ripartizione dei carichi in due spinte laterali.

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Il foglio, databile tra il 1498 e il 1502, contiene un disegno, eseguito a penna e inchiostro seppia, di architettura militare con sovrastante didascalia. Nella parte inferiore studi di un'opera di difesa a sproni di sezione semicircolare. Il fossato e la relativa controscarpa sono disegnati parzialmente. Interessante il particolare della struttura muraria degli sproni con riferimento all'uso e alla disposizione dei mattoni, disposti di testa e convergenti verso il centro della struttura stessa. Interessante, anche se di non immediata relazione con il disegno, la sovrastante didascalia. "Perché il vaso sonoro di minor bocca arà nella sua percussione molto più grave e più bassa voce colla sua bocca stretta che essendo larga ". In essa Leonardo voleva mettere in relazione il suono prodotto dalla percussione dell'orlo di un vaso di piccole dimensioni con l'indagine tra il rumore prodotto da un'arma da fuoco e i fenomeni meccanici che ne derivano.

Fossato con difesa sommersa

Il disegno è stato elaborato presumibilmente nel periodo trascorso da Leonardo in Romagna al servizio di Cesare Borgia. Esso rappresenta uno studio sulla possibilità di utilizzare un rivellino non solo come struttura difensiva ma anche come avamposto dal quale colpire il nemico con tiri radenti il terreno. Si tratta di una nuova concezione di struttura offensiva, poco aggredibile anche servendosi delle armi da fuoco già diffuse alla fine del XV sec. .

Databile al 1502, il foglio presenta un progetto per la difesa perimetrale campale con doppio fossato, con le mura esterne rivestite di fieno per attutire i colpi d'artiglieria. Il particolare del disegno rappresenta una bassa torre circolare di notevole diametro fornita di sovrastruttura conica e destinata a una difesa semisommersa, con accesso sotterraneo, con linea di tiro sul pelo d'acqua del fossato. Per la tipologia di struttura ellittica, tale difesa era affidata ad armi leggere.

Sopra a sinistra: particolare delle mura ricoperte di fieno, con la nota: "bagnato e infangato" [ il fieno].

Rivellino o bastione triangolare

Il plastico rappresenta un avamposto, o rivellino, per la difesa dell'entrata di una fortezza. Il disegno di questo rivellino, ispirato probabilmente a un'architettura già esistente, risale al periodo in cui Leonardo si trovava in Romagna a sovrintendere alle fortificazioni militari di Cesare Borgia. Il modello, a forma triangolare, che presenta sulla sommità tre piccoli edifici di servizio, possiede pure un camminamento utilizzato anche come piazza d'armi per la fila superiore delle cannoniere.

Il foglio, databile tra il 1501 ed 1504, riporta il disegno (capovolto), eseguito a penna con inchiosto seppia, di un bastione triangolare visto in pianta e in alzato. Il disegno, che sembra rifarsi a modalità architettoniche già esistenti (probabilmente del centro Italia, Romagna o Lazio), presenta un bastione fortemente scarpato, con tamburo e beccatelli su archetti e merli sovrastanti. Nel disegno non vi è alcun riferimento al fossato e all'entrata con il ponte levatoio, che invece sono stati aggiunti nel modello.

Rocca di montagna con due cinte di difesa

Il plastico rappresenta una rocca di montagna probabilmente già esistente, ripensata da Leonardo per meglio resistere all'aumentata forza offensiva delle nuove armi da fuoco, sviluppatesi a partire dalla seconda meta' del '400. Il rivellino, posto probabilmente a difesa di una entrata alla base del castello, indicata nel disegno dalla scritta "sotterranea", è costituito da tre torri fortemente scarpate dalle quali si sviluppa una cortina muraria con ronda superiore e uno sperone centrale con una apertura angolare di circa 125 gradi. Il doppio perimetro di mura concentriche si erge a difesa del possente torrione centrale, forse dimora del signore.

Il disegno della grande fortezza può essere fatto risalire intorno al 1507. Lo si deduce dalla nota a fianco, in cui Leonardo racconta di un episodio realmente avvenuto in quell'anno e riferibile a un tradimento militare di cui fece le spese Simone Arrigoni, tradito da un certo Gerolamo Poggio, suo capitano. La nota riportata in basso è particolarmente interessante per capire come Leonardo immagina la sua fortezza, infatti vi descrive ampiamente le innovazioni che intende adottare, con particolare riferimento all'aumentato rapporto tra misura in pianta e in alzato con l'introduzione di spesse cortine murarie in grado di assorbire i colpi delle armi da fuoco. Altra innovazione importante è la totale assenza di merlatura. Il coronamento superiore di tutta la struttura muraria è infatti costituito da un basso parapetto, con profilo sfuggente per deviare i colpi nemici. Qui vengono ricavati gli alloggiamenti per le batterie difensive.

Altro particolare interessante è costituito dalla scarpata quadrangolare di due delle torri tonde della prima cortina difensiva perimetrale; questo accorgimento, attuato sulle torri non difese dal rivellino esterno, permette i tiri di fiancheggiamento per la difesa lungo le mura ed evita che si creino punti morti nei quali il nemico sia al sicuro dai tiri dell'artiglieria difensiva. A questo proposito nella nota sotto riportata cosi' scrive Leonardo: "Non si facci le scarpe delle torre sopra delli angoli delle fortezze, che sien di figura retonda, acciò che, sendo tali torre sanza piombatoi, il nemico non sia sicuro al tagliamento, che si po fare in fra le bombardiere, che battan per fianco li 2 muri, che si congiungano a esse torre..."

Torre angolare con beccatelli

Il plastico si presenta cosi' strutturato: due cortine murarie, all'intersezione delle quali si erge una torre fortemente scarpata nella parte inferiore, su un alto tamburo si imposta la merlatura sorretta da una fila di beccatelli che continua sulle due cortine adiacenti, la copertura inferiore a tronco di cono evidenzia un secondo tamburo, più piccolo e più curato del primo, che sorregge una copertura superiore conica. Nel fossato un muro con feritoie corre a poca distanza dalla torre. Tutta la struttura è destinata a reggere l'urto anche delle armi da fuoco.

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Disegno di architettura militare eseguito probabilmente intorno al 1497-1500. Nessuna didascalia. Il disegno presenta aspetti piuttosto contrastanti, per la presenza di elementi architettonici propri del medioevo (merlature, piombatoi ecc.) ed elementi che erano già presenti nell'architettura fortificata rinascimentale (massiccia scarpata della torre, muro con feritoie alla base della rocca).

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