Сложным наклоном мы назовем тот, который совершают птицы, при перемещении в воздухе держащие хвост выше, чем голову, а одно крыло ниже, чем другое.
Если полет птицы идет со сложным наклоном, она будет двигаться по одному наклону быстрее, чем по другому, настолько, насколько один наклон меньше.
Птицы, летящие со сложным наклоном, всегда совершают криволинейное движение. Кривизна сложного движения при полете птиц будет большей в случае большого бокового наклона и меньшей в том случае, если наклон небольшой.
Рука крыла – та его часть, что производит импульс; в этом случае локоть ее поворачивается ребром, чтобы не мешать движению, которое породило импульс. И когда этот импульс возник, плечо опускается, принимает наклонное положение и, будучи наклонным, как бы заставляет находящийся под ним воздух принять форму клина, на котором крыло может подняться. Если бы движение птицы происходило иным образом, то в то время, когда крыло двигалось бы вперед, птица опускалась бы в том направлении, где находится истощающийся импульс. Но опуститься она не сможет из-за того, что, когда импульс слабеет, ровно настолько же удар локтя сопротивляется спуску и поднимает птицу вверх. (…)
Когда птица хочет быстро скользнуть вверх, она, создав импульс, быстро опускает локти. Но если ей нужно опуститься, то она, после того как импульс создан, оставляет локти поднятыми и неподвижными. (…)
Когда птица совершает отраженное движение против ветра и на ветре, она поднимается гораздо выше, нежели может это сделать с помощью естественного своего импульса, потому как в этом случае ей помогает ветер, который, проникая под тело птицы, выполняет роль так называемого клина. Но когда птица достигает конца своего подъема, она к этому времени уже израсходует свой импульс и у нее остается только поддержка ветра. Этот ветер, ударяя птице в грудь, опрокинул бы ее, если бы она не опускала в нужный момент правое или левое крыло. Это заставляет ее поворачиваться направо или налево, опускаясь полукругом.
Когда хочет птица подняться при помощи взмахов собственных крыльев, она поднимает плечи и концами крыльев начинает делать взмахи по направлению к себе. Таким образом она уплотняет воздух, находящийся между концами крыльев и грудью, и создавшееся напряжение воздуха поможет птице подняться.
Когда птица находится на ветре, причем клюв ее и грудь повернуты к ветру, такой ветер мог бы опрокинуть ее, если бы она не опускала хвоста и не улавливала бы им большого количества ветра. Такой прием предохраняет ее от того, чтобы быть опрокинутой. (…)
Когда птица летит и машет крыльями, она никогда не вытягивает крыльев полностью, потому что в этом случае кончики крыльев слишком бы удалились от рычагов и сухожилий, которые ими двигают.
Если же при спуске птица этими крыльями будет совершать отгребающие движения назад, она сильно ускорится, и произойдет это оттого, что ее крылья будут ударять по воздуху, устремляющемуся за птицей для заполнения пустоты – места, которое она только что покинула.
Большой палец[1] есть тот, который при опускании руки опускается более чем рука, и в итоге он закрывает и преграждает выход потоку воздуха, который был сжат при опускании руки. В результате воздух сгущается и сопротивляется движению крыльев. Поэтому в упомянутом большом пальце природой предусмотрена крепкая кость, с которой соединены очень мощные сухожилия и короткие перья – более сильные, чем прочие перья на птичьем крыле. Ведь при помощи этой части птица держится на воздухе всей мощностью своих крыльев и всеми своими силами, а значит, двигается вперед. Этот палец для птицы в полете имеет примерно такую же значимость, как когти для кошки, которые необходимы ей для лазания по деревьям.
Страница рукописи Леонардо да Винчи с изображением парящих птиц на полях (ок. 1505 г.)
Второй руль располагается за центром тяжести птицы и представляет собой ее хвост. Когда на него воздействует снизу ветер, он заставляет переднюю часть тела птицы опускаться. Если же хвост этот испытывает давление воздуха сверху, передняя часть птицы поднимается вверх. Если же хвост немного разворачивается и поверхность его становится наклонной к правому крылу, передняя часть птицы поворачивается в правую сторону. Если же наклон нижней стороны хвоста направляется к левому крылу, птица повернется передней частью влево. И при этих поворотах птица будет опускаться.
Если хвост птицы в наклонном положении будет испытывать давление ветра на его верхнюю поверхность, птица будет поворачиваться, разворачивая хвост от той стороны, куда наклон хвоста направлен.
Величина крыла при давлении воздуха используется не полностью. Это можно заключить хотя бы по тому, что промежутки между главными перьями больше, чем сама ширина перьев. Поэтому, собираясь изобретать летательный аппарат, учитывай это при вычислениях площади крыла. И не довольствуйся одним-двумя наблюдениями – изучи разнообразие крыльев у возможно большего количества летающих существ.
Если кто желает увидеть летание при помощи четырех крыльев, пусть идет ко рвам Миланской крепости и наблюдает за черными стрекозами (pannicole).
Ты можешь сказать, что мышцы и сухожилия птицы обладают несравненно большей силой, нежели сухожилия и мышцы человека, принимая во внимание, что вся мощь такого количества мускулов (например, мощные грудные мышцы и специальная цельная кость в груди, сообщающая огромную силу птице) предназначена для возможности двигать крыльями и удерживать птицу в полете. Кроме того, крылья птиц сплошь сотканы из толстых сухожилий, крепких хрящей, толстой кожи с мускулами. Все это нужно затем, чтобы иметь возможность при необходимости кроме обычной работы крыльев удваивать или даже утраивать любые усилия, например убегать от преследования хищника или же самой преследовать добычу, если речь идет о хищной птице. Также птице часто бывает нужно нести груз по воздуху в полете, и вес этого груза часто бывает равен ей самой: это можно увидеть на примере того, как сокол тащит в когтях утку или как орел ловит и поднимает зайца. Но для того, чтобы поддерживать собственное тело, сохранять равновесие в полете и поворачиваться в нужном направлении, птице нужна относительно небольшая сила. Причем движения крыльев обычно бывают тем медленнее, чем птица крупнее.
У человека также в ногах имеется запас силы больший, чем нужно при его весе и росте.
Доказать это можно достаточно легко: поставь человека на мокрый песок побережья и отметь, на какую глубину в песок ушли отпечатки его ног. Затем посади ему на спину еще одного человека и посмотри, насколько отпечатки станут глубже. Потом сними второго человека со спины первого и попроси первого подпрыгнуть вверх, а затем осмотри оставшиеся после этого отпечатки ступней. И ты убедишься, что тот отпечаток, который получился при прыжке, будет глубже, чем тот, что получен со вторым человеком на спине. Этим можно доказать, что сил у человека больше, примерно в два раза, чем необходимо для поддержания его самого.
Посмотри на крылья, при помощи которых огромный орел удерживает себя в небесной выси; обрати внимание на несущийся над морем ветер, который наполняет корабельные паруса и заставляет мчаться по волнам тяжело нагруженный корабль; пристально рассмотрев все это, ты получишь надежное основание для того, чтобы сказать: человек может преодолеть сопротивление окружающего воздуха при помощи созданных им искусственных больших крыльев и подняться на них ввысь!
Сделай анатомию крыльев птицы, а также подробное исследование мускулов груди, которые заставляют двигаться эти крылья.
Сходное исследование сделай и применительно к человеку, чтобы доказать скрытые в нем возможности держаться в воздухе.
Наружный край винта должно сделать из проволоки толщиной с веревку – от окружности до центра ее должно быть около восьми локтей. Если прибор этот будет сделан хорошо, то есть из тщательно накрахмаленного полотна, он сможет быстро начинать вращаться и подниматься вверх. (…)
Арматура, на которую ты натянешь полотно, должна быть изготовлена из тонких длинных трубок. Предварительно можно сделать маленькую модель из бумаги, ось которой будет сделана из тонкого листового железа, – закрученная с силой и отпущенная, она приведет во вращение винт.
Итак, если у человека есть шатер из прокрахмаленного полотна шириною в 12 локтей и высотою также в 12 локтей, он сможет совершить полет, спрыгнув с любой большой высоты, без вреда для себя.
Твоя искусственная птица будет более всего подражать летучей мыши, так как ее перепонки уподобляются полотну, которое у тебя будет обеспечивать связь между арматурами, а это главная часть крыла. Если бы ты решил подражать крыльям пернатых, нужно было бы учесть, что у них из-за того, что крылья сквозные, гораздо более мощные кости и сухожилия. Ведь перья их не представляют собой единую перепонку, через них проходит воздух. А перепонки летучих мышей не сквозные, они составляют одно целое.
Прибор свой испытай над озером и в виде пояса надень длинный мех, надутый воздухом, чтобы не утонуть при падении.
Опускание крыльев может производиться силой обеих ног одновременно. Это нужно для того, чтобы можно было задержаться и остаться в равновесии, опустив одно крыло быстрее, чем другое, как это делают ястребы и иные пернатые. Опускание двумя ногами всегда будет сильнее, нежели одной. Когда крылья нужно поднять, это можно делать при помощи силы пружины или рукой. Еще лучше, если можно это также делать при помощи ног, потому что руки у тебя тогда будут свободны.