Leonardo da Vinci. Ornitottero a quattro ali battenti (Cod. B, c. 80 r). Immagine ingrandita [245 Kb]

Il primo periodo è caratterizzato dalla progettazione di ornitotteri, ossia di strumenti che si sforzano di riprodurre artificialmente la struttura e i movimenti degli uccelli, facendo così della macchina volante una sorta di uccello meccanico.

I dispositivi ideati in questa epoca sono quindi dotati di ali battenti, il cui azionamento è affidato di solito al pilota stesso che vi provvede tramite complicati meccanismi.

Tuttavia l'energia che l'uomo è in grado di sviluppare, sia pure impegnando tutti i muscoli disponibili, non è sufficiente a muovere le ali con la necessaria rapidità. Leonardo, insoddisfatto, ritorna allora all'osservazione degli uccelli, allo scopo di comprenderne la dinamica del volo e di scoprire se quello umano abbia possibilità di realizzazione.

Leonardo da Vinci. Progetto di aliante con estremità manovrabili (Cod. Atlantico, c. 309 va). Immagine ingrandita [66 Kb]

Frutto di queste osservazioni, che cominciano intorno al 1503, è la scoperta che solo gli uccelli di piccola taglia utilizzano la battuta d'ala per volare, mentre quelli medio-grandi, in particolare i rapaci, si librano nell'aria affidandosi alle correnti e fanno ricorso alla battuta unicamente per correggere o stabilizzare la traiettoria. Il loro è quindi un volo veleggiato, che sfrutta il sostegno e la spinta dell'aria e non richiede pertanto l'impiego di una grande energia.

L'aliante con estremità manovrabili nella ricostruzione del Museo della Scienza e della Tecnologia di Milano.

Ne consegue negli studi vinciani un mutamento radicale di prospettiva: d'ora in poi l'imitazione degli uccelli non significa più per Leonardo cercare di riprodurli meccanicamente, bensì sfruttare gli stessi principi fisici che essi utilizzano; e la macchina volante, abbandonata l'impraticabile soluzione dell'ala battente, si orienta a questo punto verso un'ala fissa sul tipo dell'aliante.
Anticipazioni in tal senso si erano già avute, sia pure sotto forma di semplice intuizione, in alcuni disegni del periodo milanese.

Leonardo da Vinci. Il cosiddetto deltaplano Immagine ingrandita [58 Kb]

A quest'epoca risale infatti uno studio che potremmo definire di transizione: il cosiddetto aliante con estremità manovrabili. In esso le ali sono divenute ormai rigide, quindi funzionali ad un volo librato, benché ancora munite di estremità articolate, azionabili mediante tiranti, in modo da consentire piccoli aggiustamenti direzionali. Il pilota è collocato in posizione eretta al centro della macchina, che regge direttamente sulle spalle con l'aiuto di una particolare imbracatura.
Dello stesso periodo è anche un altro progetto che ricorda il moderno deltaplano, in cui l'ala è unica e rigida ed il volatore, sospeso al di sotto di essa, riesce a direzionarla orientandone le estremità mediante funi.

Leonardo da Vinci. Planata con oscillazioni a zig-zag, a imitazione di un foglio di carta. (Cod. G, c. 74 r)

Questi studi, che anticipano la svolta del pensiero aeronautico vinciano, trovano la loro logica conclusione nei disegni degli anni fra 1510 e 1515, in cui l'ala si riduce ad una semplice tavola che l'uomo, appeso, conduce a terra con oscillazioni a zig-zag, simili a quelle di un foglio di carta lasciato cadere.

Il percorso di ricerca compiuto da Leonardo procede quindi verso una progressiva semplificazione ed approda ad una soluzione assai avanzata, non soltanto dal punto di vista tecnico, ma anche concettuale. L'imitazione della natura si traduce così nella creazione di qualcosa di totalmente nuovo che, pur sfruttandone le leggi, in essa non trova riscontro.