К этой мысли Леонардо присовокупил другую, которая предвосхитила принцип относительности Галилея: «Движущийся воздух действует на неподвижный предмет с той же силой, с какою тот же предмет, двигаясь, будет действовать на неподвижный воздух»[350]. Иными словами, силы, которые действуют на птицу, летящую по воздуху, — те же, что и силы, действующие на птицу, когда та остается неподвижной, а мимо нее несется воздух (например, если птицу поместить в аэродинамическую трубу, или если она просто сидит на земле в ветреную погоду). Леонардо увидел здесь сходство с явлением, которое подметил, изучая течение воды, и которое описал ранее в той же тетради: «Если волочить шест по спокойной воде, вокруг него возникнет такое же движение, какое бегущая вода создает вокруг неподвижного шеста»[351].
Еще более провидческой оказалась его догадка, предвосхитившая закон Бернулли, сформулированный спустя два с лишним века: когда воздух (или любая жидкость) течет быстрее, то оказывает меньшее давление. Леонардо нарисовал поперечное сечение птичьего крыла, показав, что верхняя его часть изогнута больше, чем нижняя. (Так же устроены крылья самолетов, потому что при их конструировании учитывается этот принцип.) Воздуху, который огибает изогнутую верхнюю часть крыла, предстоит проделать большее расстояние, чем воздуху, проходящему под крылом. Следовательно, воздуху выше крыла приходится двигаться быстрее. Из-за этой разницы в скоростях верхний поток воздуха меньше давит на крыло, чем воздух снизу. Это-то и помогает птице (или самолету) удерживаться в воздухе. «Воздух над птицами оказывается тоньше, чем обычно бывает другой воздух», — писал Леонардо[352]. Таким образом, Леонардо прежде других ученых понял, что птица способна оставаться в вышине не просто потому, что бьет крыльями, сгоняя воздух вниз, но еще и потому, что крылья толкают птицу вперед, а воздух ослабляет давление, проносясь поверх изогнутого наверху птичьего тела.
И анатомические наблюдения, и размышления о законах физики убедили Леонардо в том, что можно построить такой крылатый механизм, который позволит человеку летать. «Птица — действующий по математическим законам инструмент, сделать который в человеческой власти со всеми движениями его», — писал он. И далее делал вывод: «Человек, преодолевая своими искусственными большими крыльями сопротивление окружающего его воздуха, способен подняться в нем ввысь»[353].
50. Летательный аппарат на человеческой тяге.
В конце 1480-х годов, применяя свои инженерные навыки и познания в физике и анатомии, Леонардо начал разрабатывать устройства, которые могли бы поднимать человека в воздух. Первый его проект (илл. 50) внешне похож на большую миску с четырьмя веслообразными лопастями, которые должны были попарно и попеременно подниматься и опускаться — совсем как крылья стрекоз, чьи движения Леонардо внимательно изучил. Чтобы компенсировать относительную слабость грудных мышц человека, машинист, помещенный в этот гибрид летающей тарелки с камерой пыток спортклуба, должен был ногами крутить педали, руками вертеть механизм с ременной передачей, головой толкать поршень, а плечами тянуть за канаты. Непонятно, как при этом он умудрялся бы еще управлять летательной машиной[354].
51. Крыло с шарнирами.
А в той же тетради, семью страницами далее, Леонардо выполнил изящный рисунок (илл. 51), изображавший опыт с крылом, похожим на крыло летучей мыши. Его тонкую арматуру обтягивала перепонка из кожи, но без перьев. Эта конструкция чем-то напоминала эскизы Леонардо для театральных постановок, сделанные еще во Флоренции. Крыло прилажено к толстой деревянной доске, которая, уточнял Леонардо, должна весить около 70 килограммов (примерно как человек), а также к рычажному механизму, при помощи которого крыло будет приводиться в движение. Леонардо изобразил для наглядности даже забавного человечка, который повис на ручке рычага и прыгает. Маленький набросок внизу показывает хитроумное устройство: когда крыло взмывает вверх, шарнир позволяет ему опускать кончики ребер вниз и встречать меньшее сопротивление, а затем медленно приподниматься при помощи пружины и шкива, возвращаясь в неподвижное положение[355]. Позднее Леонардо додумался снабжать крылья кожаными клапанами, которые будут захлопываться при снижении и раскрываться при подъеме, чтобы уменьшалось сопротивление воздуха.
