Fu pittore, scultore, architetto, ingegnere, matematico, anatomista, musicista e inventore, ed è considerato uno dei più grandi geni dell'umanità.
Nel 1486 Leonardo aveva espresso la sua fede nella possibilità del volo umano: «potrai conoscere l'uomo colle sue congegnate e grandi alie, facendo forza contro alla resistente aria, vincendo, poterla soggiogare e levarsi sopra di lei». Dal 14 marzo al 15 aprile 1505 scrive parte di quello che doveva essere un organico Trattato delli Uccelli, dal quale avrebbe voluto estrarre il segreto del volo, estendendo nel 1508 i suoi studi all'anatomia degli uccelli e alla resistenza dell'aria e, verso il 1515, vi aggiunge lo studio della caduta dei gravi e i moti dell'aria.
Chiama moto strumentale il volo umano realizzato con l'uso di una macchina: individua nel paracadute il mezzo più semplice di volo: «Se un uomo ha un padiglione di pannolino intasato, che sia di 12 braccia per faccia e alto 12, potrà gittarsi d'ogni grande altezza sanza danno di sé». Dall'analogia col peso e l'apertura alare degli uccelli, cerca di stabilire l'apertura alare che la macchina dovrebbe avere e quale forza dovrebbe essere impiegata per muoverla e sostenerla.
La fede di Leonardo nel volo umano sembra essere rimasta immutata per tutta la sua vita, malgrado gli insuccessi e l'obiettiva difficoltà dell'impresa: «Piglierà il primo volo il grande uccello sopra del dosso del suo magno Cecero (il monte Ceceri, presso Firenze), empiendo l'universo di stupore, empiendo di sua fama tutte le scritture e gloria eterna al loco dove nacque». Un esperimento in tale senso si svolse veramente e fece da cavia il suo amico Tommaso Masini.
I suoi appunti contengono numerose invenzioni in campo militare: gli scorpioni, una macchina «la quale po' trarre sassi, dardi, sagitte» che può anche distruggere la macchine nemiche; i cortaldi, cannoncini da usare contro le navi; le serpentine, adatte contro le «galee sottili, per poter offendere il nimico di lontano. Vole gittare 4 libre di piombo»; le zepate, zattere per incendiare le navi nemiche ormeggiate in porto, e progetta navi con spuntoni che rompano le carene nemiche e bombe incendiarie composte di carbone, salnitro, zolfo, pece, incenso e canfora, un fuoco che «è di tanto desiderio di brusare, che seguita il legname sin sotto l'acqua».
Un altro progetto avrebbe compreso il palombaro - vi è chi ha pensato addirittura al sottomarino - a proposito del quale scrive però di non volerlo divulgare «per le male nature delli omini, li quali userebbono li assassinementi ne' fondi mari col rompere i navili in fondo e sommergerli insieme colli omini che vi son dentro». Pensa all'attuale bicicletta, all'elicottero, un modello del quale è stato realizzato nel parco del castello di Clos-Lucé, a un apparecchio a ruote dentate che è stato interpretato come il primo calcolatore meccanico, a un'automobile spinta da un meccanismo a molla e a un telaio automatico, ricostruito dal Museo nazionale della Scienza e della Tecnologia di Milano, che tesse 2 centimetri di tela al minuto.
Negli anni trascorsi in Vaticano progettò un uso industriale dell'energia solare, mediante l'utilizzo di specchi concavi per riscaldare l'acqua.
Il "carro armato " di Leonardo somigliava ad un animale rivestito di scaglie di metallo. Questa armatura era forata da una serie di feritoie per tiratori scelti, ed anche la torretta aveva aperture simili. La cosa più importante di tutte però, era che questo carro armato poteva spostarsi con mezzi meccanici di locomozione propri, allo scopo di evitare l'uso di animali da tiro che avrebbero potuto imbizzarrirsi, con conseguente pericolo per le persone che si trovavano nel ristretto spazio interno. Il carro veniva mosso azionando, a mono, delle manovelle collegate a ruote orizzontali che a loro volta facevano girare le ruote dentate a lanterna che azionavano le ruote motrici
(codice Madrid)
Questa macchina fu ideata per alzare le colonne o lunghe pertiche, tramite un meccanismo basato su di una corda collegata ad un argano che tira alla base l'oggetto da innalzare. Il piano con le ruote posto sotto la base dell'oggetto riduce l'attrito e quindi la fatica.
(Cod. Atlantico)
Questo è uno dei molti misteri che ancora circondano la vita di Leonardo. Durante la restaurazione del Codice atlantico si scoprono due pagine incollate dove era raffigurata la bicicletta. Il tratto del disegno e la mancanza di particolari, la figura dell'allievo Salai, fanno pensare che il disegno non appartenga a Leonardo bensì al suo allievo che potrebbe aver copiato la bicicletta vedendo magari un modello nello studio del maestro
(MS.B)
L'imbarcazione a doppio scafo è probabilmente un sistema di difesa utilizzato in caso di guerra navale e particolarmente indicato contro lo sfondacarene. In caso che la nave nemica colpisse con la sua arma la fiancata della nave, si sarebbe riempita d'acqua solamente la parte laterale della carena, senza quindi il rischio dell'affondamento. È chiaramente l'antenato delle moderne camere stagne che si possono trovare sulle navi di oggi
(Biblioteca Reale Torino)
L'idea del carro falciante fu ripresa da Leonardo studiando i modelli degli antichi romani. Il carro falciante era trainato da cavalli e tramite un meccanismo formato da una ruota a piolo ed un ingranaggio a lanterna il moto veniva trasferito alle falci.
(codice Atlantico)
Questa macchina da guerra è certamente una delle armi più antiche che conosciamo. È possibile trovare tantissimi disegni raffiguranti le catapulte. Interessante appare quella con il meccanismo autobloccante che permette lo sblocco del braccio alla fine del caricamento ed inoltre permette di regolare la gettata del lancio.
(codice Atlantico)
Leonardo cerca di ricreare una macchina che allo stesso tempo aumenti sia la potenza che la velocità di fuoco. Così progetta un'arma che abbia una serie di canne disposte a ventaglio. Le canne, dopo essere caricate, sparano contemporaneamente in diverse direzioni diventando così letali. L'alzata della macchina è permessa da una vite che alza e abbassa il braccio su cui sono montate le canne
(codice Atlantico)
Leonardo, nella sua lettera a Ludovico il Moro, presentò il progetto di una serie di ponti che fossero allo stesso tempo "leggeri e forti". Essi possono essere costruiti rapidamente con materiali facili da trovare e semplici da trasportare(piccoli tronchi e robusti legacci). Questi ponti furono progettati da Leonardo per propositi militari.
Per risolvere il problema dell 'atrito e quindi ridurre l'usura, Leonardo progetta un cuscinetto che ruota su di un anello, in maniera che le sfere non vengano in contatto l'una con l'altra, ma che siano libere di ruotare.
Le modifiche apportate al cuscinetto, che già era in uso ai tempi di Leonardo, fanno si che tuttora sia in uso nella moderna industria meccanica.
Le catene sono spesso utilizzate da Leonardo soprattutto per le macchine volanti. Leonardo progettò una serie di catene articolate che in teoria dovevano trasformare il movimento continuo. Ma i denti quadrati delle ruote e i pesi attaccati alla catena ci fanno capire che si tratta di una trasmissione di un movimento discontinuo, per esempio, quello di uno meccanismo ad orologeria.
(cod. Madrid)
Anche la molla è fonte di energia ed è particolarmente applicata ai congegni di orologeria o comunque che richiedono poca forza.
(codice Atlantico)
Anche questa gru appartiene al periodo giovanile di Leonardo. La gru fu disegnata e utilizzata da molti ingegneri nel XV secolo. La gru rotava su se stessa e permetteva lo spostamento dipesi da una parte all'altra. Essa fu sicuramente utilizzata per la costruzione della Lanterna di S. Maria in Fiore. Il problema dell 'atrito fu risolta con l'utilizzo di cuscinetti a sfera.
(codice Madrid)
Leonardo ricorre spesso all'uso delle camme, soprattutto per produrre un movimento alternato o per imprimere una percossa cadenzata a partire da un movimento circolare. Quindi grazie ali 'azione della camma, il lavoro risulta omogeneo.
(codice Madrid)
Questo studio permette il sollevamento di grandi pesi senza notevole sforzo. Infatti, il peso dell'oggetto da sollevare si distribuisce su tutte le carrucole, agevolando così il sollevamento.
CALANDRA
(MS.I)
Molte
sono le macchine che Leonardo progetta per la lavorazione dei metalli;
la calandra serve a curvare le lastre di metallo, con un risultato tutto
omogeneo. Si tratta di tre rulli tra i quali e possibile inserire una
lastra. La curvatura può essere più o meno accentuata
tramite la regolazione che strìnge o allarga i rulli.
INGRANAGGIO
A LANTERNA
(MS.H)
L'uso
di questo ingranaggio era comune già ai tempi di Leonardo, il
quale dedicò un 'attenzioneparticolare ali 'attrito, al rendimento
e all'usura dei pezzi. Generalmente l'ingranaggio serve a trasferire
il moto rotatorio da un piano all'altro, ovvero se il moto avviene su
un piano verticale l'ingranaggio a lanterna lo trasferisce su di uno
orizzontale.
II primo aereo proposto da Leonardo era l'equivalente aereo da tavola per il surfing. Si trattava di una tavola che si ristringeva verso il fondo, con le ali fissate all'estremità più larga. Il pilota, sdraiato sulla tavola cui era legato con una cinghia, muoveva le ali muovendole con braccia e gambe.
ALA
BATTENTE
(MS.B)
Leonardo
nei suoi scritti ci dice che, se lo sperimentatore fosse stato in grado
di abbassare con sufficiente forza e rapidità la lunga vela,
l'ala che aveva misura di 12 metri sia di lunghezza che di larghezza,
avrebbe dovuto sollevare il pancone su cui era fissata. Il pancone aveva
il peso di un uomo. La misura dell'ala era stata studiata in base alle
osservazioni sulla natura esuli 'anatomia dei grandi volatori.
VITE
AEREA
(MS.B)
In questo studio di vite aerea, Leonardo arriva a ipotizzare e formulare in anticipo di secoli l’efficacia trattiva dell’elica. La vite ha un diametro di 5 metri ed è fatta di canne, tela di lino e filo di ferro. Doveva essere azionata da quattro uomini che, per far ruotare l’albero, poggiavano i piedi sulla piattaforma centrale e, con le mani, facevano forza sulle rispettive barre.
SISTEMA
PER RIBALTARE LE SCALE DEL NEMICO
Per
impedire la scalata delle mura di difesa da parte degli attaccanti,
Leonardo propose che lungo il perimetro esterno delle mura ci fosse
un sistema di travi che assomigliasse a una saracinesca orizzontale.
Quando il nemico attaccava in massa e appoggiava le scale alle mura,
le travi manovrate dall 'interno con un sistema di leve e carrucole,
sarebbero state spinte ali 'infuorifacendo cadere le scale ogni volta
che venivano usate.
CANNONE
(codice Atlantico)
Leonardo non si limitò solo alla progettazione d'armi, ma studiò
nuovi metodi di fabbricazione, nuove forme per migliorare le procedure
di fuoco e di ricarico delle armi alla bombarda, che esisteva già
prima della nascita di Leonardo, portò delle migliorie, come
la vite senza fine inserita sotto il cannone per poter regolare l'alzata
e quindi la gittata del colpo. Alla grande innovazione è lo studio
della palla forata, riempita di polvere pirica, che all'impatto del
suolo, nelle linee nemiche esplodeva in tanti frammenti mortali.
BINDA
A VITE
(codice Madrid)
Tra le macchine per il sollevamento dei pesi, la binda a vite risulta
tra le più potenti. Essa viene comandata da una manovella che
trasferisce il suo moto ad un ingranaggio elicoidale. I problemi di
attrito vengono risolti brillantemente con l'uso dei cuscinetti a sfera.
La macchina è particolarmente adatta al sollevamento di grandi
pesi, come colonne o cannoni.
VITE
D'ARCHIMEDE
(codice Atlantico)
Il nome stesso fa capire che questo mezzo di trasporto d'acqua era già
conosciuto fino ai tempi degli antichi greci. Anche nel rinascimento
queste macchine avevano un largo utilizzo. Leonardo ne disegnò
molte, e come suo solito, cercando e riuscendo a migliorarle. La vite
permette di sollevare l'acqua con una conca tramite un tubo avvolto
ad un cilindro e mosso da una manovella, oppure direttamente dalla stessa
corrente d'acqua. Questo poteva venire raddoppiato per poter portare
l'acqua a serbatoi posti su alte torri.
SISTEMA
DI SGANCIAMENTO AUTOMATICO
(codice Madrid)
Questo tipo di gancio permette lo sganciamento automatico dell'oggetto
sollevato. Per effetto del contrappeso, nel momento in cui l'oggetto
tocca il suolo, il gancio si ribalta liberando l'argano della presa.
MECCANISMO
AUTOBLOCCANTE
(codice Atlantico)
L'uso di questo meccanismo è essenziale soprattutto nelle macchine
adibite al sollevamento dei grossi pesi. Il meccanismo è formato
da una ruota dentata con denti ad angolo acuto che vengono ingranati
da un 'asta in modo che la ruota possa ruotare in un solo senso, senza
il rischio che il peso sollevato ricada giù.
INCLINOMETRO
(codice Atlantico)
Leonardo ci da prova della sua grande genialità, dimostrando
che egli non si dedica solo alle macchine per il volo ma anche gli strumenti
per regolarlo. L'inclinometro e semplicemente un pendolo inserito in
una campana di vetro (per evitare le influenze del vento). La posizione
della sfera indica la posizione della macchina.
CRIC
(codice Atlantico)
Questo
meccanismo è sicuramente ben comprensibile ad ognuno che abbia
provato a smontare la ruota dell'automobile. È costituito da
una manovella, da ingranaggi di riduzione e da un'asta dentata che sale
e scende.
ANEMOMETRO
(codice Atlantico)
La
grandezza degli studi di Leonardo è dimostrata anche dal fatto
che egli non si limita solo a creare delle macchine per il volo, ma
addirittura crea gli strumenti per controllare il volo. Tra i vari strumenti
c'è l'anemometro che serve a calcolare la forza del vento. Un
legno graduato con delle tacche ed una lamella di metallo che viene
mossa dal vento, permettono di misurare la forza del vento.
TRASFORMAZIONE
DEL MOTO
ALTERNATIVO IN MOTO CONTINUO
(codice Atlantico)
Questa macchina permette di trasformare un movimento rotatorio in uno
alternato
Questa macchina era utilizzata soprattutto nel settore tessile.
(codice Madrid)
I volani che Leonardo studia hanno differenti strutture e possono essere a ruota oppure con dei pesi attaccati a catene. Comunque servono a superare i punti di inerzia e diminuire lo sforzo. Ipesi accumulano energia applicata alla macchina dalla manovella. Al momento che la forza applicata alla manovella cessa. I pesi restituiscono l'energia permettendo al cilindro di ruotare per più tempo.
INGRANAGGIO
ELICOIDALE
(codice Madrid)
Questo
ingranaggio, a differenza di altri che furono ripresi e migliorati,
fu ideato da Leonardo ed è tuttora in uso nelle fabbriche meccaniche.
Il grande pregio di questo ingranaggio è che risulta più
sicuro e resistente rispetto ad altri.
Poiché l'ingranaggio della vite fa forza su più denti
della ruota, l'attrito è minore, inoltre in caso di rottura di
un dente non e 'è il rischio che il peso sollevato possa ricadere,
infine la vite con bassa velocità di rotazione permette un 'alta
amplificazione della potenza.