弩炮（使用扭力弹簧的远程武器）
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更新时间：2023-05-18
弩炮
使用扭力弹簧的远程武器
狄俄尼索斯采用力学研究发明的武器
历史渊源
历史记载
出土罗马弩炮相关部件
公元前399年希腊属下塞拉古城邦的狄俄尼索斯一世就面临着这样一种艰难境地：迦太基人对他的王国虎视眈眈。面对强敌，狄俄尼索斯知道不能完全指望自己的士兵，因为他们绝对无法匹敌惯战的迦太基人。作为一向以文明自豪的希腊城邦，塞拉古可以仰仗的似乎只有——文明。
狄俄尼索斯决心放手一搏。他征召了大量本城和邻邦的学者工匠，进行一场大规模的研究，其目的是制造出具有强大威力的新式武器，取得对迦太基人的优势。精明的狄俄尼索斯对整个研究群体进行了缜密的组织规划：学者们和工匠被分成专业小组，各组间采取分工合作的方式，对参加者给与物质和精神奖励，这种今天被普遍采用的组织方法极大地提高了工作效率。在这番努力之下，许多当时十分新奇的兵器出现了，其中包括带有多层甲板、装备撞锤的战船等等。但是，有一个成果会让其它努力都黯然失色——狄俄尼索斯的工匠们设计了战争史上第一具弩炮！
毫无疑问，从茹毛饮血的蒙昧时代起，弓弩就在早期战争中发挥了巨大的作用，飞蝗般扑向敌阵的箭矢往往给对手造成可怕的伤亡。但随着甲胄的发展和工事筑垒的出现，单兵弓弩的作用被相应削弱。它们无法穿透面覆青铜的盾牌，更无法摧毁砖石砌就的掩体。虽然人们尝试过制造巨型弓弩，但依靠弩臂弹性形变所产生的发射力量已经接近极限，无法赋予弹丸或箭矢更大的威力。狄俄尼索斯发明的弩炮首次采用了力学研究的最新成果——扭力弹簧，即利用两束张紧的马鬃、皮绳或动物肌腱产生的扭力作为动力，驱动弩臂带动弓弦抛射弹丸或箭矢（实际上是长矛）。
希腊人设计的弩炮带有坚固的支架，主梁置于支架之上，其前端两侧装有两具扭力弹簧组，每个弹簧组带动一支弩臂，弩臂末端连接弓弦，弓弦正中是容纳投射物的编制网袋。横梁上侧带有燕尾长槽，一个带长导轨的滑块可以沿着长槽前后滑动，滑块的后方装有一套精巧的击发机构，可以方便地锁定和释放弓弦。横梁的末端装有绞盘，操作者可以扳动手柄，通过绳索拖曳滑块移动，当击发机构锁定弓弦并向后拉开后，武器就处于待发状态。为了让操作绞盘不至于太费力，在横梁两侧设置了金属齿条，既能让开弓的工作不必一气呵成，又能调节武器的抛射力量，从而获得需要的射程。后来金属齿条被圆形棘轮所代替，使操作更加简便可靠。希腊人在弩炮的研制方面几乎倾注了全部智慧。为了赋予弩炮灵活的方向和仰角，他们为弩炮设计了可以自由转动的基座！
弩炮刺激了古代科技的实用化，采用扭力装置代替传统的弩臂结构，是一项了不起的革命。越是进一步了解这种强大的武器，就越能了解欧洲的工业化渊源究竟可以追溯到何时何地——许多弩炮被设计成组合结构，可以拆解运输，相同部件完全可以互换并在前线快速地组装使用。弩炮的主体结构为木质，要想制作出坚固耐用的产品需要相当的技艺，特别是两组扭力弹簧的力量必须保证均衡，否则弹丸的精度就无从谈起。但我们必须承认，古希腊人做到了。
威力巨大
弩炮结构
弩炮使胜利的天平开始倾向进攻一方，长时间的攻防战一去不复返。要知道，在弩炮出现以前，特洛伊战争持续了十年，而雅典人和斯巴达人的战争更是长达25年！在狄俄尼索斯创造弩炮之后，希腊人和马其顿人几乎同时发明了使用弩炮的经典战术：白天利用高耸的攻城塔俯瞰敌人的城防布局，确认射击目标，然后再以迅雷不及掩耳之势向敌方城池抛射密集的弹丸！此时，伴随着步兵发起冲锋的，还有沉重的攻城锤。这种装有金属撞头的巨大器械完全依赖人力驱动，大型攻城锤甚至需要1800人共同操作。攻城锤的作用是动摇城墙的基础，一旦基础不稳，弩炮就可以轻松地摧毁城墙，潮水般的大军就可从缺口迅速突入……在领教了弩炮的威力之后，守方总结出了经典防御理论。当时拜占庭编辑的军事专著指出，城墙修筑的厚度至少应在4.62米以上，才能经得起弩炮的打击。但即便如此，守方还必须利用深壕和障碍把敌人的弩炮隔离在150米以外，否则一旦在近距离上“万弩齐发”，纵然是神灵也回天乏术。
历史意义
绝不仅仅表现，在攻城略地，它第一次改变了人们眼中的科学形象，并反过来极大地推动了科技的发展。在弩炮出现以前，在希腊从事工程技术的人员地位卑微，不受重视，在奥林匹斯山上的众神祇中，唯有代表手工艺和工程技术的火神赫淮斯托斯被描绘成一个丑陋肮脏的瘸子。即便是菲底阿斯这样的著名雕刻家，在完成培拉卫城工程后，人们甚至不允许他在浮雕上刻下自己的肖像。但弩炮的发明立刻展示出工程技术的无限潜力，于是制造弩炮等攻防装备的工匠和专家开始被给予优厚的礼遇，甚至在政治斗争中，具有弩炮制造技术的专业人士也可免遭迫害和刑罚。因为炮兵的出现，原来的步兵队列中的并列平等关系被彻底打破，继而影响到社会关系的变革。许多西方学者相信，弩炮的出现对古罗马共和制的瓦解产生了不可忽视的推动作用。一种武器，改变了社会格局。
制造过程
结构详细说明
公元前270年，埃及托勒密王朝完善了弩炮制造理论，总结出两条基本准则：对于发射长矛的弩炮，扭力弹簧的最优直径应该是长矛长度的1/9；而对于发射石弹的弩炮，其扭力弹簧的直径应该等于弹丸质量平方根的1.1倍（这个神奇的罗马公式中，直径的长度单位为德克太尔，约为19.8毫米，弹丸的重量单位为米纳斯，约为437克）。千万不要小看这个貌似简单的公式，这里包含了罗马人对扭力弹簧力学特性和初步对弹道的精确认识。现代弹性力学理论证明，扭力弹簧的扭力确实和其直径的三次方存在一定的比例关系！更为重要的是，这个公式提出了近似立方根的求值问题，因为要想计算扭力弹簧的直径，就必须算出弹丸重量的立方根，智慧的罗马人却用一种出奇巧妙的方法成功的解决了这个难题，他们利用几何原理创造了一种组合滑动直尺，可以直观的计算出任意长度的三次方根。
罗马发展
罗马的轻型弩炮
罗马人还研制出了最早的连发弩炮。公元前2世纪左右，亚历山大城的狄俄伊索斯设计了这种里程碑式的武器：备用的箭矢存放在V型的“弹匣”中，通过一组五边形齿轮和链条机构的往复运动，弩炮的待发、装填、击发实现了自动化，其构造的精密令人称绝。这种武器在过去一直不为人知，直到近年才通过史料得到证实。这个发现立即颠覆了人们的传统认识：过去达芬奇一直是公认的链条发明者，而现在人们知道早在1000多年前，古罗马人已经懂得如何利用链条实现往复动作！可惜的是，尽管连发弩炮的火力密度大大提高，但在生产力水平低下的当时，却背上了“浪费弹药”的恶名，从而在昙花一现之后迅速销声匿迹，最早的连发武器竟然如此夭折。回想在2000年之后，人们对于刚刚诞生的机枪仍然还抱着同样的观点，新生事物与习惯势力的抗争是何等艰难。正因如此，创新才难能可贵。
在考古发现中，人们找到了罗马人大量使用弩炮的证据。似乎轻便型弩炮更受罗马军队的青睐，一个罗马军团5000人左右，装备弩炮40-50门，比例不到1%，弩炮的发射速度很慢，在野战中并不会有太大作用，在卡莱之战中，罗马人对波斯人密集的弓箭束手无策，弩炮根本没有起到任何作用；扭力弹簧被封闭在金属圆筒中，从而得到更好的保护；横梁上设置的准星和箭矢尖端构成了瞄准基线，更利于瞄准射击；许多弩炮被安装上轮子，依靠畜力驮运，颇似今天的山炮或重机枪。罗马军队极为重视弩炮的训练和使用，熟练的炮兵可以根据转动绞盘时金属棘轮的响声次数估算弩炮的射程，并根据弹道学推算出仰角和提前量进行准确的射击。
虽然卡莱之战中弩炮表现欠佳，单这并不是一个鸡肋的武器，实际上，在359年的阿米达围攻战中，罗马的弩炮表现出了极好的实力。
除了应用于小规模的冲突，轻弩炮还广泛应用于野战，在共和国时期，当苏拉与本都军队交战时，苏拉将数百具轻型弩炮集中在一起，集中朝敌人阵型的一点发射，将敌人的阵型迅速打开了一个缺口，罗马步兵借着缺口一贯而入，打破本都军队。
想想吧，木材、金属、动物肌腱、绳索竟然能够组合出如此强大的武器，它发射的弹丸能够轻易命中数百码外的目标，但这种伟力的源泉却不是火药，这也许就是对人类创造力的最佳诠释。
