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投石机的原理和用途?

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投石机的原理和用途?


        

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  • 2006-12-28 13:51:41
      与弹射器不同,抛石机是利用重锤的重力发射。出现于中世纪初期,使用至十五世纪,主要用于围攻和防守要塞。抛石机的机架两支柱间有固定横轴,上有与轴垂直的杠杆,可绕轴自由转动。杠杆短臂上固定一个重物,长臂末端有弹袋(类似投石带的套子)用于装弹。发射时,用绞车把长臂向后拉至几乎水平,突然放开,石袋即迅速升起。
      当短臂重锤完全落下时,投射物从弹袋中沿约45度角飞出。30公斤的石弹射程约140-210米,100公斤的石弹射程约40-70米。 当世界上第一门火炮在中国诞生之前,我们的祖先使用的重型武器之一就是这种抛掷石弹的石砲——抛石机。所以古代的“砲”字偏旁是“石”而不是“火”。
      又叫抛车、发石车等,总之是用来攻守城堡,以石头当炮弹的远程抛射武器。 配重式投石机(TREBUCHET) 这种器械,比起古代希腊人和罗马人所使用得投石机和弩砲来,是一种相当晚近的发明了。据说,是由法国人在12世纪将其引入围城作战的。
      而投石机和弩砲则在基督纪元前数世纪就已被人使用。1280年左右,埃吉迪奥•科伦纳曾对这种器械做了相当精确的描写,当时配重式投石机(以下为省称并和CATAPULT区别,称为抛石机)已是有效的攻城器械了。 这种器械的投射力来自沉重的配重物的重力,而不像投石机和弩砲那样来自于绳索的扭力。
      大约自12世纪中叶起,抛石机就在很大程度上取代了投石机。对于抛石机的偏好可能是由于它可以将重达300磅(136kg)的石弹投射出去,比起最大型的投石机所能发射的石弹要沉5~6倍 。 约瑟夫斯时代的投石机所发射的石弹毫无疑问可以摧毁塔楼和雉堞——这要集中多台投石机长期密集轰击才行。
      可是由抛石机所发射的一块重达200-300磅(91-136kg)的石弹就足以撼动最为坚固的砖石结构的防御工事。抛石机主要用于摧毁堡垒护墙的上部结构,结果就可以用云梯或其他方式越过城墙。而投石机,由于其射程较长,主要用于给城镇防御工事内部的人员或住宅造成破坏。
       通过在一定尺寸的模型上的实验以及其他来源,我发现,最大号的抛石机——其杆臂长度接近50英尺(15。24米),配重达到2万磅(9。07吨),能够将200-300磅的石弹投射出300码远(274米)。照我的观点看来,这种器械的射程是达不到350码(320米)的 。
       抛石机上总是有一条掷弹带以安放弹丸。掷弹带使得投石机的威力倍增,弹丸的射程因此而增长了一倍。抛石机的威力来自其杆臂、重量合适的配重以及掷弹带。其杆臂在释放滑钩之后,缓缓的以直径很长的圆形回转,不必借助任何手段就达到了投石机较短的杆臂所能达到的(末端线)速度。
       抛石机的掷弹重量是由其配重控制的。这种抛石机的威力几乎没有上限,限制因素只有器械本身的强度和操作的要求。从中世纪的作家那里可以找到无数的记载,将死马抛进被围城池,以期引起瘟疫——毫无疑问只有抛石机才能用于此种目的。一匹小马的重量约为10英担(1120磅=508kg)。
      由此,我们可以对抛石机所能抛射的巨石或石弹的大小有个概念了。 当我们设想使用一台抛石机将马掷过城墙,我们就应相信斯岱拉的说法 ,“1376年热那亚派驻塞浦路斯的军队中,除了其他的巨型器械之外,有一部能发射12英担(609kg!)巨石的器械”。
       维拉尔•德•奥诺库尔 曾提到过一台抛石机,其配重的盛沙箱框架为12英尺长,8英尺宽,12英尺深(3。65×2。44×3。65米)。这样的器械尺寸惊人也就很容易理解了。例如,圣徒路易九世在撤离达米埃塔时带走的24台抛石机就给整个营地提供了栅栏 。
      1291年当异教徒攻取阿卡时所用的抛石机,装了足足一百辆大车 。1428-1429年间著名的奥尔良城防中,一座巨型投石机塞满了奥尔良城的圣保罗塔楼,此前将其拆卸开以防御英国人时,木料装满了26辆大车 。 各种各样的物品,包括马、人、石弹和爆炸弹都可用抛石机投射。
      《瓦萨夫书》 记载道:“1296年,当德里城的守军拒绝给阿老丁•基尔西打开大门时,他在攻城器械中装上几袋金子,将其发射到堡内,这一措施结束了敌对行为。” 【德里苏丹政权的建立•希尔基王朝的统治 加拉鲁丁•希尔基(Jalu'd-din Khiliji or Khelji)创立的王朝,一般叫做希尔基王朝(1292-1320),他本来是巴班当政时,奴隶王朝的将军,建立王朝之时,他已是七十高龄的人,所以国家大事多由他外甥,也是他的养子阿老丁(Ala-uddin)协助处理。
      一二九四年,阿老丁远征德干以后,觊觎苏丹位,谋杀他的舅父而即苏丹位。】   据唐代的一部兵书《神机制敌太白阴经》记载,抛石机通身用木料制成,砲架上方横置一个可以转动的轴,固定在轴上的长杆称为“梢”,起杠杆作用。只有一根木杆的称为“单梢”,设多根木杆的叫“多梢”,梢越多,可以抛射的石弹就越重、越远。
      古代砲梢最多可达13梢。梢所选用的木料需要经过特殊加工,使之既坚固又富有弹性。另外由于抛石机是运用杠杆原理制造的,所以砲梢的长度及力臂和阻力臂的比例都要精心测算,一般砲梢长约2.5~2.8丈。梢的一端系有“皮窝”,内装石弹,另一端系砲索,长约数丈,小型砲的砲索在 1~10条不等,大型砲多达百条以上,每根砲由 1~2人拉拽。
      抛掷石弹时,先由一人瞄准定放,拉索人同时猛拽砲索,当砲梢系索一端猛落的同时,另一端的皮窝迅速甩起。石弹借惯性猛地抛出,射程可达数百步。   相传抛石机发明于周代,叫“抛车”。据《范蠡兵法》记载,“飞石重十二斤,为机发,行三百步”。石弹出现更早,也就是先有“弹”后有“机”。
      新石器时代出土文物中,有一些经过打制加工过的石块,就是原始人使用的   “石弹”,不过那时只用于抛掷。“砲”问世以后,成为战争中的重型武器。三国时,各国君臣都十分重视抛车的制造和使用。著名的官渡之战中,曹军运用一种可以自由移动的抛车,击毁袁军的橹楼及战车,这种威力强大的抛车被称为“霹雳车”。
      当时的抛车多数是将砲架固定在地面上或底座埋在地下施放,机动性差,安装费时费力。后来为了便于移动,在砲架下面安装了车轮。又因为砲架笨重,要随时变换抛射方向,仍是十分麻烦的事情。为此,人们发明了“旋风抛车”。这种抛车的砲栓能够水平移动和旋转,可向各个方向抛掷石弹,又称为“旋风砲”。
      南北朝时期出现了将砲安装在车上的“拍车”,或将砲安装在船上的“拍船”,可以随军机动作用,成为当时的重武器。

    小***

    2006-12-28 13:51:41

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