Метательные машины Античности
Метательные машины в Античности известны с 399 года до н.э. По приказу сиракузского тирана Дионисия лучшие греческие инженеры готовили город к обороне от армии Карфагена. Одним из результатов их деятельности стало создание принципиально нового оружия на основе композитного лука и спускового механизма. Являясь по сути первым, тяжёлым вариантом арбалета, он заряжался с помощью рычага, на который стрелок наваливался животом - отсюда и название - брюшной лук, или гастрафет. Гастрафет стрелял 40-60 сантиметровыми болтами и имел силу натяжения до 90 кг, когда как у обычного лука она не достигает 30 кг. Однако гастрафет проигрывал луку в скорострельности. Дальность боя составляла около 250 метров. Вес оружия вынуждал стрелка облокачивать его на какое либо возвышение (или крепостную стену), что и позволяет назвать его первой метательной машиной.
Незначительная (по сравнению с композитным луком) дальность боя гастрафета вынуждала греческих инженеров увеличивать размер и мощность лука. Около 375 года до н.э. инженеры Харон из Магнезии и Исидор из Абидоса независимо сконструировали два типа орудия, получившего название оксибел - стационарный вариант гастрафета с увеличенным луком. Орудие, метавшее как стрелы, так и камни, стало (в отличии от гастрафета) использоваться и в полевых сражениях.
Данные машины, как и обычный лук (в будущем, арбалет) объединяет одно обстоятельство - энергия для выстрела накапливается при деформации лука, за счёт натяжения тетивы. Мощность зависит от материала, из которого был изготовлен лук - она варьируется у разных пород дерева. Как указывалось выше, лук метательных машин чаще всего был композитным (составным), так же в более позднее время известны цельнометаллические луки из гибкого металла. Данный тип орудий обозначается как тенсионный.
Однако лук ограничивал дальнейшее увеличение мощности машин. В середине IV века, в Македонии, появился принципиально новый тип этих механизмов. Отказавшись от тенсионной энергии, инженеры стали использовать энергию, накапливаемую при скручивании пучка волокон. В таких машинах тетива стягивала не концы лука, а два рычага (плеча), вставленные другими концами в туго скрученные канаты из волокон - конских или женских волос (рычаг мог быть и один). Подобные машины сейчас именуются как торсионные, и вмести с тенсионными составляют класс невробаллистических машин - в противовес баробаллистическому (или гравитационному) типу средневековых требюше и перрье, использовавших силу тяжести (противовес в виде груза или тянущих за канаты людей соответственно).
Первоначально торсионные орудия с двумя рычагами использовали стрелы, в следствии чего получили название катапульты (пробивающие пельты, т.е. лёгкие пехотные щиты). Их былстро приспособили для стрельбы камнями - в 334 году Александр Великий использовал баллисты (или литоболы) против живой силы при осаде Галикарнасса, а при осаде Тира камнемётами уже разрушали крепостные стены.
Изображение из "Большой Советской Энциклопедии"
Взято: http://www.imha.ru/knowledge_base/base-2/1144524645-balista.html
Подобные баллисты метали каменные ядра весом от 10 до 90 мин (4,4 и 39,2 кг соответственно). Дальность во многом зависила от веса снаряда. У катапульт последняя доходила до 400 метров.
Большой вклад в развитие торсионных машин внесли римляне. Особый интерес вызывает одноплечевой (в отличии от двухплечевой баллисты) камнемёт, то есть машина, у которой вертикально стоящий рычаг вставлен в горизонтальный торсионный канат. С помощью специального механизма рычаг оттягивался назад, затем освобождался с выделением энергии. Боковая перекладина, о которую ударялся рычаг, придавала дополнительную инерцию камню, находящемуся в закреплённой на верхнем конце рычага праще. Данная машина получила название онагр - то ли из за издаваемых характерных звуков, то ли из-за "ослиного упрямства". В современных реконструкциях (которые нередко основываются на средневековых рисунках) зачастую пращу заменяют ковшом, а саму машину ставят на колёса. И то и другое крайне сомнительно, так как праща увеличивает дальность полёта камня практически в 2 раза, а тележку с колёсами может просто разнести на куски при первом выстреле.
Главный недостаток онагра по сравнению с баллистой - отсутствие горизонтальной и вертикальной наводки. То есть для того, что бы навести машину на цель, приходилось перетаскивать её саму.
Римляне активно использовали и другие машины. Широкую известность получила лёгкая римская катапульта - скорпион - стрелявшая 70 см болтами. Её главным недостатком была деревянная (хотя и окованная железом) рама, которая не только не позволяла устанавливать длинные рычаги, но и оставляла открытыми торсионные элементы, портившиеся от сырости. По этому к 100 году н.э. в римской армии получили распространения кейробаллисты (карробаллисты), представляющие собой скорпионы с цельнометаллической рамой и металлическими цилиндрами, защищавшими торсионные элементы. Машина обладала исключительной точностью при стельбе стрелами длиной 40 см.Такие устройства устанавливались на повозки. Несмотря на название, технически они всё же являлись катапультами.
Скорпион с деревянной рамой, окованной железом
Кейробаллиста с цельнометалической рамой и цилиндрами
Разумеется, в римской армии использовались и классические виды баллист, в качестве осадных машин.
Большинство торсионных машин исчезли вместе с античной цивилизацией. Более простые тенсионные устройства, вышедшие из употребления к началу новой эры как устаревшие, возродились в Средневековье в виде аркбаллист и подобных им механизмов.
P.S. Я не ставил задачи подробного освящения использования метательных машин и характеристик конкретных видов, ограничившись общим обзором вопроса.