Hyppää suoraan sisältöön

Leonardo da Vinci - Ilmailun isoisä viiden sadan vuoden takaa

Leonardo da Vinci haaveili lentämisestä koko ikänsä. Vaikka unelma toteutui vasta hänen kuolemansa jälkeen, eivät Leonardon lentävät koneet olleet pelkkää haihattelua.

"Iso lintu nousee ensi kerran siivilleen suuren Joutsenen selästä ja täyttäa universumin ihmetyksellä sekä aikakirjat maineellaan ja tuo ikuisen kunnian syntymäpesälleen."

Näin toiveikkaasti viisikymppinen Leonardo suhtautuu suunnittelemaansa koelentoon ”Isolla linnulla”, jolla hän epäilemättä tarkoittaa kehittelemäänsä lentävää konetta, jollaisesta hän on haaveillut jo ainakin yli kaksikymmentä vuotta. Suuri Joutsen taas on jonkin matkaa Firenzestä pohjoiseen sijaitseva vuori Monte Ceceri. Leonardo kirjoittaa nimen muotoon Cecero, joka vanhalla firenzen kielellä merkitsee joutsenta, selittää Leonardo- elämäkerran kirjoittaja Charles Nicholl.

Jos vain saisi oikeanlaiset siivet

Leonardon omakuva? Kuuluisassa piirroksessaan "Vitruviuksen ihminen" Leonardo havainnollistaa ihmisen ihanteellisia mittasuhteita. Leonardon elämäkerran kirjoittaja Charles Nicholl arvelee, että Leonardo itse olisi ollut kuvan mallina. ©Luc Viatour GFDL/CC. Klikkaa kuva suuremmaksi.

Leonardo näyttää ensimmäisen kerran innostuvan lentämisestä noin 26-vuotiaana. Hänen muistikirjansa sivut täyttyvät piirroksilla ja havainnoilla lintujen lentotekniikasta. Hän hahmottelee myös ensimmäisen säilyneen luonnoksensa lentävästä koneesta. Sillä on viuhkan tapaan avattu linnun pyrstö ja lepakkomaiset siivet, joita lentäjä käyttelee kajakkia muistuttavasta ohjaamosta. Siivet eivät räpytä, vaan rakennelma on leijan tapainen. Koneen yhteyteen Leonardo raapustaa peilikirjoituksellaan ”näin linnut nousevat ilmaan”.

Viisi vuotta myöhemmin Leonardo tallentaa huomionsa siitä, että kotkan siiveniskut pitävät painavan linnun ilmassa ja että laivojen purjeita pullistavat ilmavirtaukset liikuttavat raskaastikin lastattuja aluksia. Hän uskoo, että ihminenkin voisi kohota ilmaan, jos vain saisi riittävän suuret ja oikealla tavalla kiinnitetyt siivet.

Nämä ajatukset johdattelevat hänet hahmottelemaan pyramidinmuotoisen laskuvarjon. Hän laskeskelee, että pohjaltaan noin 7x7 metrin suuruisen varjon varaan ”ihminen voisi heittäytyä mistä tahansa korkeudesta satuttamatta itseään”. Varjon pellavakankaan hän suosittelee tärkkäämään ilmatiiviiksi.

Leonardo pohtii lentoturvallisuutta

Leonardo on selvästi tosissaan. Miksi hän muuten pohtisi varotoimia putoamisen varalle? Piirrustellen hän jatkaa pohtimista ja luonnostelee erilaisia mielikuvituksellisia masiinoita.

Toisissa lentäjä siipimekanismin likuttamiseksi käyttää polkimia ja kampia, toisissa koneen käyttäminen käsien ja jalkojen lisäksi vaatii myös päätä.

Lentoonlähdön helpottamiseksi Leonardo piirtää ilma-alukselleen nousujalustan 12 metriä korkeine tikapuineen. Ajatuksissaan hän varautuu kaikkeen, jopa siihen, että kone sattuisi laskeutumaan kyljelleen ja menemään säpäleiksi. Hän suosittelee lentämistä veden yllä niin, että lentäjällä on kellukkeet yllään. Onnettomuuksien varalle hän suunnittelee eläintennahkaisia ilmalla täytettyjä turvatyynyjä. Myös iskunvaimentimet löytyvät hänen muistiinpanoistaan.

Ihmisvoima ei riitä räpyttelyyn

Kuusikymppinen Leonardo tunnetaan parrastaan. Kuva Vincin Museo Ideale Leonardo Da Vincin ovelta

Milanossa Leonardo saa kaupunkivaltiota hallitsevalta Ludovico Sforzalta kokonaisen vanhan palazzon työ- ja asuintiloikseen. Leonardon on tarkoitus valaa ruhtinaalle kolossaalinen hevospatsas. Sen työstäminen vaatii suuria saleja, mutta palatsi on myös ihantellinen lentokonevarikko. Leonardo suunnittelee sijoittavansa härvelinsä rakennuksen katolle. Siellä tornin katveessa hän voisi rauhassa kenenkään näkemättä värkätä Isoa lintuaan.

Jälkeenpäin lintumaisia härveleitä arvioineet asiantuntijat kehuvat Leonardon ratkaisuja nerokkaiksi. Vekottimien voimansiirto ja mekaniikka toimivat, mutta ne ovat suhteettoman painavia käytössä olevaan ihmisen lihasvoimaan nähden.

Myöhemmin Leonardo itse päätyy samaan tulokseen. Vaikka hän onkin edelleen vakuuttunut ihmisen kyvystä rakentaa täysin linnun lailla toimiva kone, hän ei enää usko, että ihmisen lihasvoima riittää siiven heiluttamiseen. Vuoden 1495 paikkeilla Leonardo hahmotteleekin papereihinsa riippuliidintä muistuttavan rakennelman.

Leonardon arvoituksia

Leonardo huvitti mielellään yleisöä, soitti ja kehitteli sanaleikkejä ja kuva-arvoituksia. Sanalliset arvoitukset hänellä oli tapana pukea ennustuksen muotoon. Keksitkö, mitä hän näillä tarkoittaa?

  1. Sulat tulevat kohottamaan ihmisiä kohti taivaita, kuten lintuja.
  2. Lentävät olennot tulevat kannattelemaan ihmisiä omilla höyhenillään.

Katso vastaukset

Koelento epäonnistui

Silti Leonardo kymmenen vuotta myöhemmin jälleen palaa lintumalliin. Koelento Isolla linnulla on hänen haaveissaan suuri menestys. Jälkeenpäin on vaikea arvioida, kuinka siinä olisi käynyt. Leonardon muistiinpanoista löytyy tutkielmia siipien nivelistä , mutta kokonaiskuva Ison linnun rakenteesta puuttuu. Ehkä hän vakoojien pelossa talletti tarkemmat yksityiskohdat vain päähänsä.

Lähtöpaikan nimi Joutsenvuori kuulostaa lupaavalta, mutta ilmeisesti hommasta luovuttiin kokonaan tai sitten se meni mönkään. Ehkä Leonardo itse tai joku muu, jonka oli tarkoitus toimia koepilottina jänisti viime hetkellä. Ainakaan hän ei enää myöhemmin muistiinpanoissaan kosketa koelentoa sanallakaan.

Ilmaan ajatusten siivin

Pieni muistikirja täyttyy edelleen lentämiseen liittyvistä havainnoista ja pohdinnoista. Leonardo analysoi lintujen lentoa, tekee niille ruumiinavauksia ja tutkii siipien rakennetta. Hän on selvästi perillä ilmailun periaatteista kirjoittaessaan: "Ilmavirta toimii lintua nostavana kiilana".

Leonardon jalat pysyvät tiiviisti maan kamaralla, mutta ajatuksissaan hän lentelee vapaana kuin lintu. "..jos tuuli meinaa kiepsauttaa sinut ympäri noustessasi suoraan ylöspäin, taivuta silloin oikeaa tai vasenta siipeä ja jatkat nousua.. kaarrellen", hän kuvailee linnun nousukaarretta kuin itse olisi ilmassa. Ja melkein hän olikin – ainakin hänen laskelmansa lentämisestä täsmäsivät.

Tasaista kyytiä viisi sataa vuotta vanhalla laskuvarjolla

Kesäkuussa 2000 brittiläinen Adrian Nicholas heittäytyi kuumailmapallosta kolmen kilometrin korkeudesta Leonardon laskuvarjon varaan. Nicholaksen varjo oli rakennettu oikeaoppisesti Leonardon aikakauden työkaluin. Sen kehikko oli puuta ja itse varjo kangasta.

Nelisenkymmentä kertaa nykyisten laskuvarjojen painoisen hökötyksen lentokykyä epäiltiin etukäteen, mutta varoituksista huolimatta Nicholas päätti luottaa Leonardoon. Se kannatti. Hän kertoi jälkeenpäin, että putoaminen oli hidasta ja kyyti tasaisempaa kuin nykyisillä laskuvarjoilla.

Silti Nicholas katsoi parhaimmaksi katkoa nyörit 600 metrin korkeudessa ja laskeutua loppumatkan uudenaikaisen varavarjon varassa. Leonardon varjosta puuttui ohjaus. Nicholas pelkäsi putoavansa puuhun tai saavansa 90-kiloisen puukehikon niskaansa.

kuva Nicholasista Leonardon varjon varassa

Koelento liiturilla olisi muuttanut ilmailun historiaa

Jos koelento vuonna 1505 toteutui, se olisi Ison linnun sijaan ollut järkevämpi suorittaa Leonardon jo kymmenen vuotta aikaisemmin hahmottelemalla liiturilla. Mutta ilmeisesti se lensi ensi kertaa vasta vuonna 2002, kun BBC päätti rakennuttaa sellaisen Leonardo-dokumenttisarjaansa varten.

Hankkeen toteuttajiksi kutsuttiin riippuliidon ammattilaisia, jotka rakensivat liitimen Leonardon piirustusten mukaan. Lentäjäksi suostui riippuliidon maailmanmestari Rob Whittall.

Leonardon liiturin pienoismalli Italiassa Vincin Museo Ideale Leonardo Da Vincissä. Klikkaa kuva suuremmaksi.

Liiturin runko rakennettiin bambusta, mutta purjeena käytettiin uudenaikaista purjekangasta. Leonardon piirtämät ohjaimet osoittautuivat hankaliksi, ja varovaisissa testeissä liituri putosi nokalleen. Ennen kuin se saatiin kunnolla ilmaan, piti alkuperäiseen luonnokseen lisätä pyrstö.

Pyrstöllä korjattuna liituri lensi parhaimmillaan 18 sekuntia, mitä riippuliidon ammattilaiset pitivät hyvänä ottaen huomioon bamburungon ja mallin 500 vuoden iän.

Ilman hienosäätöä liituri olisi ollut hengenvaarallinen, huomauttavat testaajat. Rakentamisessa mukana ollut riippuliitäjä David Wootton arvelee kuitenkin, että jos Leonardo olisi kokeillut liituriaan, hän olisi varmasti huomannut sen lentoon liittyvät ongelmat ja osannut korjata ne. Koelento liiturilla olisi muuttanut ilmailun historiaa.

Lähteenä käytin juttuun linkattujen webbisivustojen lisäksi Charles Nichollin vuonna 2004 ilmestynyttä Leonardon elämäkertaa Leonardo da Vinci The Flights of the Mind. Siitä ovat peräisin myös Leonardo- sitaatit.

Kuinka lentokone pysyy ilmassa?
Siipi painaa ilmavirran alaspäin. Kuva NASA.

Lentokoneissa ilman nostovoima perustuu ilmavirran ja siiven kohtauskulmaan sekä siiven muotoiluun. Siipi pakottaa ilmavirran taipumaan siten, että syntyy laskeva ilmavirtaus.

Newtonin ensimmäinen laki sanoo, että kappale pysyy paikallaan tai jatkaa tasaista liikettä, jos mikään voima ei muuta sen liikettä. Koska ilmavirran liike muuttuu, siipi selvästi kohdistaa ilmaan alaspäin suuntautuvan voiman. Newtonin kolmannen lain mukaan voima synnyttää yhtä suuren, mutta vastakkaisen voiman. Esimerkiksi pöydällä lepäävä kirja painaa pöytää, ja pöytä kannattelee kirjaa. Siiven ilmaan kohdistama alaspäin suuntautuva voima synnyttää yhtäsuuren vastavoiman, joka kohdistuu ylöspäin siipeen. Niin kone pysyy ilmassa.

Siipi siis synnyttää lentokoneelle nostetta pakottamalla paljon ilmaa alaspäin. Nosteeseen vaikuttaa koneen lentonopeus sekä siiven kohtauskulma. Kummankin kasvattaminen kasvattaa myös alaspäin pakotettua ilmamassaa ja nostetta. Siitä voi päätellä, että hitaasti lennettäessä kohtauskulmaa pitää kasvattaa säätämällä siiven asentoa.

Vastaukset Leonardon arvoituksiin

1.Sulkakynä 2.Höyhenpatja

Lisätietoa