大约在 14 世纪之交,英格兰国王爱德华一世率领士兵北上与苏格兰叛军作战。最终,他将敌人围困在苏格兰中部的斯特灵城堡。在城堡墙外,他的英国工程师建造了一排巨大的投石机。投石机利用重力抛射弹丸。其动力来自配重——通常是一个装满石头或沙子的箱子——连接到杠杆臂。杠杆臂的另一端连接着一个能装载弹丸(如一块大石头)的投石索。通过滑轮系统将配重提升到空中,然后让其落下,杠杆就能以极高的精度将巨石投掷出去。
爱德华的投石机,可能是历史上制造的最强大的投石机,甚至有自己的名字,如“森林之王”和“副主教”。其中最大的一台是最后建造的。名为“Ludgar”,又称“Warwolf”,它拥有抛射 300 磅重弹丸的强大威力。当它完工时——围城战开始四个月后——苏格兰人已经准备好投降。但爱德华渴望测试他的新武器。他不愿浪费为这件致命玩具所付出的时间和精力,于是命令苏格兰人退回城堡内,并继续围城。根据 14 世纪编年史家 Peter Langtoft 的记载,Ludgar 的第一次投掷就摧毁了厚达 12 英尺的整个城堡墙。当爱德华准备接受投降时,城堡里 120 名守卫者中只有 50 人幸存下来,爬出废墟。
受 Ludgar 的启发,我决定自己制作一台投石机。对于这个迷你版本,我用塑料管道构建了一个框架,并将其安装在一个稳定的木质底座上。为了作为配重,我重新利用了一对 5 磅的杠铃。一个木制支架将配重固定到位,并充当触发器:当我将其从投石机上抽出时,配重会沿着一对导轨滑动,导致抛射臂在投石机的一侧翻转到另一侧。
要抛射弹丸——高尔夫球或小水气球——我将一根绳子系在弹丸上,在另一端打一个活结,然后将活结套在投石机的臂上。当臂翻转时,它会将弹丸高高地、远生地抛出——朝着一座假想的城堡。
如何制作模型投石机
配重驱动的弹射器,或称投石机,是一种相当简单的机械。我用 PVC 管将其固定在木质底座上。PVC 不是一种特别坚固的材料,但如果你不过度使用配重,它也能胜任。要制作你自己的投石机,请使用下面的组装图和说明清单。
警告:为防止管道破裂,请始终佩戴安全眼镜,并让身体的任何部位远离下落的配重和快速移动的抛射臂。
说明
- 首先,修改 1.25 英寸的 PVC 三通管,使其能轻松地在 1.25 英寸的 PVC 立管上滑动。此外,你还需要修改 1.25 英寸的 PVC T 形接头,使其能自由地在下落的横臂上旋转。要做到这一点,可以使用旋转工具,如带有砂轮的 Dremel,或更好的选择,使用电动砂带机,从三通管和 T 形接头的内部移除足够的 PVC,以便管道能轻松地通过。打磨 PVC 并不难,但这是个肮脏的活,所以在工作时要戴上防尘口罩。
- 一旦所有 PVC 管件都切割好,并且三通管经过修改能够轻松滑动,就用螺钉或螺栓将法兰牢固地固定在胶合板底座上。然后,将所有管道和管件进行干式试装,确保它们能正确安装,并根据需要调整 PVC 接头的对齐,以实现顺畅运行。
- 当所有部件完美对齐并能轻松滑动时,按照组装图所示,使用 PVC 底漆和粘合剂,通过溶剂焊接永久性地组装你的投石机。
- 接下来,制作木制撞击杆,并使用地板螺钉将其固定在胶合板底座上。这仅仅是一个木杆,可以在配重落下时将抛射臂翻转过来。你可以尝试调整撞击杆的位置以获得最佳性能。
- 为了让你的投石机发射得更远,将弹丸放入投石索中。这样可以增加杠杆臂的长度,并提供更大的抛射力。虽然中世纪的弹射器使用连接到抛射臂的投石索,但要让它们正常工作很棘手,所以更简单的方法是直接将投石索连接到弹丸上。你可以尝试高尔夫球、小水气球或其他你自选的弹药。
- 要释放你机器的威力,将配重横梁向上提起,并插入一个木制支架将其固定住。将一根绳子系在支架上。要发射,只需拉一下即可。
本文最初发表于 2016 年 9 月/10 月的《Popular Science》杂志,标题为“迷你中世纪攻城器械”。