РеЛис

Метательные орудия: 7 изобретений древности и Средневековья

Опубликовано · 7 мин чтения

Показанные здесь метательные машины запасали энергию в согнутой дуге, скрученных жгутах или поднятом противовесе, а затем передавали её снаряду.

Требушет с противовесом: опускающийся груз поворачивает рычаг с пращой

Устройства могли выглядеть похоже и работать по-разному. А могли отличаться размерами и колёсами, получая энергию одним и тем же способом.

Семь названий ниже относятся к машинам Античности и Средневековья. Их удобнее разбирать по одному вопросу: какая деталь здесь запасает энергию? Найдя её, легче понять и остальные части конструкции.

Где машина хранит энергию

До выстрела человек сгибает дугу, скручивает жгут или поднимает груз. Так в машине появляется запас потенциальной энергии. У дуги и жгута он связан с изменением формы, у груза - с высотой.

У лука этот запас находится в согнутой дуге. Её концы соединяет прочный шнур - тетива. Она передаёт усилие стреле. Пока механизм удерживает тетиву, дуга остаётся согнутой; после освобождения она распрямляется и разгоняет стрелу.

В торсионной машине работают туго натянутые жгуты - пучки прочных волокон. Слово «торсионный» связано с кручением. Плечо здесь - жёсткий рычаг, один конец которого вставлен в жгут. Когда плечо поворачивают, волокна деформируются и сопротивляются повороту. Освобождённое плечо движется обратно.

У требушета с противовесом запас связан с высотой груза. Сначала противовес поднимают. Затем он опускается под действием тяжести и приводит в движение рычаг с пращой.

В этих случаях человек совершает работу заранее. Механизм позволяет передать накопленную энергию за короткое время. Часть энергии при этом уходит на движение деталей, трение, колебания и звук.

1. Гастрафет: лук с ложем и упором

Гастрафет запасал энергию в согнутой дуге. Стрела двигалась вдоль направляющей - ложа. Удерживающий механизм сохранял натяжение до выстрела.

Название обычно переводят как «брюшной лук»: при взведении человек упирался животом в заднюю опору. Такое устройство позволяло подключить к натяжению вес тела. По принципу действия гастрафет близок к арбалету, хотя речь идёт о древнегреческой конструкции.

Гастрафет: гибкая дуга, ложе для стрелы и задний упор
Упрощённая схема. Энергию запасает изгибающаяся дуга; ложе и упор помогают пользоваться механизмом.

На рисунке стоит проследить путь усилия: дуга стремится распрямиться, её концы тянут тетиву, тетива толкает стрелу. Ложе само по себе энергию не добавляет. Оно задаёт направление движения.

2. Оксибел: большой лук на станке

Оксибел на нашей схеме - крупный лук на опоре. Станок удерживает машину, пока её дуга запасает энергию изгиба.

Увеличенную конструкцию уже неудобно держать в руках. Опора принимает её вес и помогает сохранять положение направляющей.

Станковый лук: большая гибкая дуга и ложе закреплены на устойчивой опоре
Реконструкция станкового лука. Историческое название «оксибел» могло обозначать и другие стреломёты.

С историческими названиями здесь нужна оговорка. В античных текстах слово «оксибел» могло обозначать стреломёт шире, без однозначного указания на его привод. Поэтому наша схема показывает выбранную реконструкцию. По одному названию нельзя уверенно восстановить каждую деталь древней машины.

3. Баллиста: два плеча и два упругих жгута

В двухплечей торсионной баллисте энергию запасают жгуты. Каждый из них удерживает своё плечо; тетива связывает свободные концы плеч.

При натяжении тетивы плечи поворачиваются и деформируют жгуты. После освобождения упругие жгуты поворачивают плечи обратно. Движение через тетиву передаётся снаряду.

Баллиста: два отдельных торсионных жгута удерживают плечи по обе стороны центрального ложа
Схема двухплечей торсионной машины. Рабочие жгуты расположены по обе стороны ложа.

Издали баллиста может напоминать огромный арбалет. Различие видно у основания плеч: у баллисты на этой схеме работают два отдельных жгута, у лука - согнутая дуга. Именно на эти узлы стоит смотреть, сравнивая рисунки.

Здесь показана двухплечая торсионная баллиста. В другие периоды этим словом называли и другие устройства.

4. Скорпион: компактный торсионный стреломёт

Под скорпионом часто понимают небольшую двухплечую машину, которая метала стрелы. В выбранной схеме её привод устроен сходно с торсионной баллистой.

Два жгута удерживают плечи, тетива соединяет их концы, а стрела движется вдоль ложа. Размер и размещение меняются, но способ запасать энергию остаётся знакомым.

Двухплечий скорпион: компактная торсионная машина с ложем на стойке
Один из вариантов, который обычно называют скорпионом: компактный двухплечий стреломёт.

Название встречается и в другом значении. Римский историк Аммиан Марцеллин называл скорпионом машину с одним метательным плечом, известную также как онагр. Поэтому подпись к музейной модели или рисунку полезно читать вместе с описанием конструкции. Одно слово может скрывать разные устройства.

5. Карробаллиста: знакомый механизм на колёсах

Карробаллиста - метательная машина на колёсной повозке. Колёса помогают перевозить её с места на место.

Тяжёлое устройство ещё требуется доставить к месту работы. Для этого его ставили на повозку, сохраняя знакомые жгуты, плечи и тетиву.

Карробаллиста: двухплечая торсионная машина установлена на колёсной повозке
Колёсная платформа меняет способ перемещения машины. Источник энергии на этой схеме - торсионные жгуты.

Римский автор Вегеций упоминал перевозку карробаллист мулами. Из наличия колёс не следует, что машина обязательно стреляла на ходу. Повозка перевозит машину, а жгуты, плечи и тетива разгоняют снаряд.

6. Онагр: один жгут и одно метательное плечо

У онагра одно метательное плечо. Его нижняя часть проходит через торсионный жгут, который сопротивляется повороту и затем приводит плечо в движение.

Плечо отводят, деформируя жгут. После освобождения оно резко поворачивается вперёд. В описании Аммиана на конце плеча находится праща - гибкая подвеска с ложем для камня. Поворачиваясь, плечо увлекает пращу, а она разгоняет камень. Затем праща выпускает его, и камень продолжает полёт.

Онагр: одно метательное плечо проходит через горизонтальный торсионный жгут, на конце закреплена праща
Схема онагра с пращой. Плечо приводится в движение упругим жгутом у основания.

Упор ограничивает движение плеча. Удар передаётся раме, поэтому она должна выдерживать резкую остановку.

В мультфильмах у катапульты часто рисуют большую ложку на конце рычага. Это узнаваемый образ, но он не описывает все исторические машины. В нашей схеме выбран вариант с пращой, опирающийся на письменный источник.

7. Требушет: падающий противовес поворачивает рычаг

У требушета с противовесом энергию запасает поднятый груз. При падении он поворачивает рычаг; длинное плечо приводит в движение пращу.

Конструкция напоминает качели с плечами разной длины. На короткой стороне находится противовес, на длинной - праща. Ось позволяет рычагу вращаться, а рама удерживает эту ось над землёй.

Требушет: противовес на коротком плече рычага, ось на раме и праща на длинном плече
Противовесный требушет. Груз опускается, рычаг поворачивается, праща движется вместе с длинным плечом.

Праща размахивается на конце длинного плеча и разгоняет снаряд. Один её конец закреплён на рычаге, второй при движении соскальзывает с крюка. Праща открывается, освобождая снаряд, и дальше он летит самостоятельно.

У требушетов существовали и тяговые варианты: рычаг приводила в движение группа людей, тянувших канаты. На нашей схеме показан именно противовесный вариант. Его не стоит путать с торсионным онагром: похожее движение длинного плеча создаётся разными источниками энергии.

Подробнее о его деталях и движении - в статье Как работает требушет: физика противовеса, рычага и пращи.

Как различить машины по рисунку

Сначала найдите рабочую дугу, жгуты или противовес. Затем проследите, какие детали передают движение снаряду. Колёса, стойка и размер помогают узнать вариант конструкции. Источник движения ищите в дуге, жгутах или противовесе.

Машина на наших схемах
Гастрафет
Где запасена энергия
В согнутой дуге
Что помогает её узнать
Ложе и задний упор
Машина на наших схемах
Оксибел в выбранной реконструкции
Где запасена энергия
В согнутой дуге
Что помогает её узнать
Крупный лук на станке
Машина на наших схемах
Торсионная баллиста
Где запасена энергия
В двух упругих жгутах
Что помогает её узнать
Два отдельных плеча с общей тетивой
Машина на наших схемах
Двухплечий скорпион
Где запасена энергия
В двух упругих жгутах
Что помогает её узнать
Компактный стреломёт на опоре
Машина на наших схемах
Карробаллиста
Где запасена энергия
В торсионных жгутах
Что помогает её узнать
Метательная машина на повозке
Машина на наших схемах
Онагр
Где запасена энергия
В одном торсионном жгуте
Что помогает её узнать
Одно метательное плечо с пращой
Машина на наших схемах
Требушет с противовесом
Где запасена энергия
В поднятом грузе
Что помогает её узнать
Неравные плечи рычага и противовес

Попробуйте закрыть названия на двух схемах - баллисты и онагра. Найдите жгуты, посчитайте плечи и проследите путь движения. У баллисты два плеча тянут общую тетиву. У онагра одно плечо размахивает пращой. Общий способ запасать энергию приводит к разным конструкциям.

Для такого сравнения достаточно рисунков. Следующую незнакомую метательную машину можно разбирать в том же порядке: найти запас энергии, передающие движение детали и опору, которая удерживает их вместе.

Источники

Описание механизмов сверено с античными текстами и современными исследованиями. Схемы упрощают устройство и не служат точными реконструкциями конкретных исторических экземпляров.

  • Витрувий. «Об архитектуре», книга X, главы 10-12: устройство катапульт и баллист.
  • Аммиан Марцеллин. «Деяния», книга XXIII, глава 4: описание онагра с пращой и историческая терминология.
  • Вегеций. «Краткое изложение военного дела», книга II, глава 25; книга IV, глава 22: перевозка машин и употребление названий.
  • Дункан Кэмпбелл. «Древние катапульты: пересмотр некоторых гипотез», Hesperia, том 80, 2011, с. 677-700: история механизмов и ограничения популярных реконструкций.
  • Эрик Хорсдаль, Филип Дрейер Йохансен, Йонас Расмуссен. Экспериментальное исследование внутренних движений и дальности требушета с качающимся противовесом, 2025: движения рычага, груза и пращи.
Как это работаетМеханикаИстория техники

Как насчёт нового инженерного проекта для ребёнка? Бесплатно!

Разыгрываем наборы, из которых ребёнок своими руками собирает настоящий работающий проект.

Все условия в нашем Telegram 👇

Перейти в Telegram

Читайте также