Старовинні бойові катапульти
Основні знання про будову катапульт і інших метальних машин залишили автори I ст. до н. е. римлянин Вітрувій, греки Герон Олександрійський та Філон з Візантії.
На відміну від лука чи арбалета, де кінетична енергія забезпечується пружністю зігнутих плечей, в катапультах і балістах енергія запасається в скручених пучках джгутів малоеластичних волокон – торсионах. Через це їх іноді називають торсіонними метальними машинами, луки та арбалети ж, в тому числі важкі станкові аркбаллісти, відносять до тенсіонних. Важіль, вставлений одним кінцем в закручений джгут-торсіон, прагне розкрутитися, розганяючи інший кінець важеля до великої швидкості. Таким чином, кожне плече катапульти складається з горизонтального важеля, вставленого в закручений з певним зусиллям джгут, а також з підставки або рами, куди вертикально кріпиться джгут. Обидва плеча катапульти з`єднані тятивою, відтягнути яку можливо тільки за допомогою лебідки. Між важелями встановлена напрямна балка для спрямованого польоту метальної снаряда: каменю в балісті та стріли в катапульті.
Давньоримський автор I ст. до н. е. Вітрувій в своєму трактаті «Десять книг про архітектуру» наводить дані про конструкції катапульт:
«Пропорції катапульти та скорпіона залежать від довжини стріли, для якої призначене знаряддя. Розмір квадратного отвору, через яке проходять торсіонні джгути, повинен становити одну дев`яту від цієї довжини... Джгути скручені або з жіночого волосся або кишок... Закручування джгута здійснюється до такої міри, коли джгут після удару по ньому рукою видає рівний мелодійний звук по всій довжині, такий же звук повинен бути в іншому джгуті...»
У греків Герона і Філона всі розміри катапульти також прив`язані до довжини стріли:
«Катапульта стріляє по настільній траєкторії легкими стрілами, забезпечуючи високу точність попадання; баліста призначена для ураження групових цілей методом навісу, тобто під високим кутом піднесення, щоб послати важкий снаряд якнайдалі. З повідомлень античних авторів можна зробити висновок, що з катапультами вдавалося прицільно вражати одиночні цілі на великій відстані.»
Деякі подробиці по влаштуванню катапульт, називаючи їх балістрамі, приводить ранньовізантійский автор VI ст. Прокопій Кесарійський: «Напрямна зроблена з залізної штанги; стріла вкладається в видовбану дерев`яну колодку, яка приводиться в рух тятивою.
Коли з цієї машини хочуть стріляти в ворогів, то, натягуючи за допомогою короткого каната, змушують згинатися дерев`яні частини, які є краями лука, а в улоговинку колодки кладуть стрілу завдовжки в половину тих стріл, які пускаються зі звичайних луків, завтовшки ж більше в чотири рази. Пір`ям, як у звичайних стріл, вони не забезпечені, але замість пір`я у них прироблені тонкі дерев`яні пластини, і за зовнішнім виглядом вони абсолютно схожі на стрілу. До неї прилаштовують гострий наконечник, дуже великий та достатньої товщини. Для запуску два військові стоять по обидві боку та за допомогою деяких пристосувань з великим зусиллям натягують тятиву, тоді видовбана колодка, рухаючись вперед, з силою викидає стрілу. Політ її дорівнює мінімум подвійної відстані польоту стріли з простого лука.»
В роботі Афінея Механіка, автора I століття, цитуються досягнення давньогрецького інженера Агесістрата, який послав 70-см стрілу (найменший калібр стріломета) на 600 м, а важка катапульта послала стрілу в 177 см за 700 м.
Німецький артилерійський офіцер Шрамм на початку XX століття будував і тестував античні метальні машини. Йому вдалося метнути 88-см стрілу катапульти, побудовану відповідно до опису Вітрувія, на 370 м. Ці стріли пробивали дерев`яний щит завтовшки в 3 см, оббитий залізом, і проникав на половину своєї довжини. За опублікованою інформацією інших ентузіастів для стріл довжиною від 0, 7 до 1, 2 м вдавалося досягти дальнобійності в 300 м.
