Ⅰ 古代没有弹簧, 抛石机是怎么弹出去的
在自然界中,人类并不是最强大的,但却是最聪明的,因而才能够成为取得令人瞩目的文明成就。早在原始社会时,古人便已经能够利用自己的智慧来提升自己的“武力值”,用于猎杀动物和击败敌人。
谈及抛石机这样的“黑科技”,不得不对一件古人的狩猎工具:石球。
顾名思义,石湫便是用石头制成的球状物。这种工具大概是经由石块发展而来的,是用于投射的武器。在许家窑—侯家窑遗址中,曾出土有大量大小不等的石球。
所以说,即便古代没有大型弹簧,但人们却在生产和实践中总结了许多知识,并将其用在发明和改良器械上。抛石机(投石机)这类战场上的大杀器,即便是放在今天,也同样具有相当大的威力。
Ⅱ 投石机为什么能将石头投射出去
利用杠杆原理。
抛石机
抛石机的种类很多,通常简称的抛石机指的是配重式抛石机。与弹射器不同,抛石机是利用配重物的重力发射。出现于战国初期,使用至元朝末年,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。
操作原理
这种器械的投射力来自沉重的配重物的重力,而不像投石机和弩炮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”。
以上内容参考网络—抛石机
Ⅲ 投石车原理
它是利用杠杆原理,一端装有重物,而另一端装有待发的石弹,发射前须先将放置弹药的一端用绞盘、滑轮或直接用人力拉下,而附有重物的另一端也在此时上升,放好石弹后放开或砍断绳索,让重物的一端落下,石弹也顺势抛出。
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。
当时的抛车多数是将炮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,在炮架下面安装了车轮。又因为炮架笨重,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”。
投石机机关用到的科学原理:1、使弹力机关发生弹性形变储存弹性势能。
2、打开释放装置将物体以一定角度斜向上抛出,将弹性势能转化为重力势能和动能。
杠杆又分成费力杠杆、省力杠杆和等臂杠杆,杠杆原理也称为“杠杆平衡条件”。要使杠杆平衡,作用在杠杆上的两个力矩(力与力臂的乘积)大小必须相等。即:动力×动力臂=阻力×阻力臂,用代数式表示为F1·L1=F2·L2。式中,F1表示动力,L1表示动力臂,F2表示阻力,L2表示阻力臂。从上式可看出,要使杠杆达到平衡,动力臂是阻力臂的几倍,阻力就是动力的几倍。
Ⅳ 怎样使投石机射程更远
试着调整下两边力臂的长度。
抛石机的种类很多,通常简称的抛石机指的是配重式抛石机。与弹射器不同,抛石机是利用配重物的重力发射。出现于战国初期,使用至元朝末年,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。
操作原理
这种器械的投射力来自沉重的配重物的重力,而不像投石机和弩炮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。
以上内容参考:网络-投石机
Ⅳ 投石机原理
利用杠杆原理,一端装有重物,而另一端装有待发射的石弹,发射前须先将放置弹药的一端用绞盘、滑轮或直接用人力拉下,而附有重物的另一端也在此时上升,放好石弹后放开或砍断绳索,让重物的一端落下,石弹也顺势抛出,此种抛石机经由伊斯兰地区传入中国而被称作“回回炮”。
这种器械的投射力来自沉重的配重物的重力,而不像投石机和弩炮那样来自于绳索的扭力。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。
(5)配重杠杆投石器扩展阅读
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。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。
Ⅵ 军武次位面哪一期介绍了罗马投石车
军武次位面第三季20160513期。里面介绍了《帝国时代》的几款古代的利器,包括弩炮、扭力投石机、配重杠杆投石机。《天国王朝》里面配重杠杆投石机夜间发射带火的石弹,密集的轨迹划破夜幕,给人留下来了深刻印象。
Ⅶ 投石机的发展历史
中国的投石器最早出现于战国时期,用人力在远离投石器的地方一齐牵拉连在横杆上的梢(炮梢,架在木架上,一头用绳索栓住容纳石弹的皮套,另一头系以许多条绳索,方便人力拉拽)将石弹抛出,分单梢和多梢。最多的有十三梢,最多需500人施放。
唐至德二年(757年),正值安史之乱时期,史思明、蔡希德发兵十万进攻太原,太原守将李光弼曾使用投石机击毙安史叛军十分之二三。
北宋开宝八年(975年),宋朝在攻灭南唐时使用了“火炮”。这是一种使用可燃烧弹丸的投石机。北宋政府在建康府(今江苏南京)、江陵府(今湖北江陵)等城市建立了火药制坊,制造了火药箭,火炮等以燃烧性能为主的武器,宋敏求在《东京记》载,京城开封有制造火药的工厂,叫“火药窑子作”。这时的弹丸已可爆炸,声如霹雳,故称之“霹雳炮”。靖康元年(1126年),金入围攻汴京,李纲在守城时曾用霹雳炮击退金兵,“夜发霹雳炮以击贼,军皆惊呼”。
南宋初年,右正议大夫陈规著《守城机要》,其中对投石机(炮)有详细阐述。
南宋绍兴三十一年(1161年),宋军已经将霹雳炮装备在水师舰船上。金海陵王完颜亮撕毁《绍兴和议》伐宋时,虞允文在采石矶反击金军渡江,“舟中忽放一霹雳炮,盖以纸为之,……自空而下,……其声如雷,纸裂而石灰散为烟雾,眯其人马之目,人物不相见。……逐大败之”。
后来蒙古南侵之时,金军也学会类似的方法抗蒙。
蒙古军队则从波斯人那里学来“回回炮”“襄阳炮”,即“平衡重锤投石机”,又称“配重式投石机”。用绞盘升起重物,靠重物下坠的势能转化动能把杠杆另一头的炮弹射出。其平衡重锤重量通常在4到10吨左右,以致整个投石机形体庞大。《元史·阿里海牙传》载:“会有西域人亦思马因献新炮法,因以其人来军中。”“机发,声震天地,所击无不摧陷,入地七尺”。
到了14世纪中期,有的抛机竟能抛射将近1000磅重的弹体。威力巨大。
在古希腊,留下投掷类器械记载的作者主要是阿基米德(Archimedes .287-212B.C.)和斐罗(Philo约B.C.25-A.D.50)。这两位机械学家都给出了精确的图样和尺寸,使后人可以重新复制这种器械。
此外,在阿森纳乌斯(Athenaeus),庇顿(Biton),阿波罗多卢斯(Apollodorus),迪奥多鲁斯(Diodorus),普罗科庇乌斯(Procopius),波利庇乌斯(Polybius)以及约瑟夫斯(Josephus)的作品中,也能找到不完整的描述,与阿基米德和斐罗的作品相比,尽管内容有限,但仍是有用的。在古罗马众多的历史学家和军事工程师之中,维特鲁维乌斯(Vitruvius)和阿米亚努斯(Ammianus,又译做阿米安)是最好的作家。维特鲁维乌斯的描述转抄自古希腊作家那里,显示罗马人从希腊人那里采用了这种投射器械。
从所有这些描述了投射器械的古代作者那里,所能看到的是对原始记录的转抄。因此很自然的,会遇到众多很明显不对的章节和绘图。这是多次转抄的结果,有些部分虽然有错但又无法证明其错误。除了一些极少数的例外,上面提到的所有的作者在遇到所描述的投射器械上的细节和操作性能方面的疑问时只是记录下他们自己的想象。当然,所有这些不合逻辑的信息在这些投射器械的建造和性能时所起的妨害作用大于其帮助。
并没有直接证据能证明人类何时发明了这些投射器械。看来亚述王撒曼尼色二世(859-825 B.C.,官话本圣经做“撒缦以色”)并未拥有这类器械。因为如今收藏在大英博物馆的巴拉瓦特(Balâwat)宫青铜大门上雕刻了描述他的征争的浮雕,其中的攻防器械描绘的很清楚,却未见此类投射器械。
最早提及投射器械的文献见于《圣经》,其中对乌西雅王(B.C.808-9~756-7在位)的记载。“(乌西雅王) 又在耶路撒冷使巧匠作机器,安在城楼和角楼上,用以射箭发石。乌西雅的名声传到远方。因为他得了非常的帮助,甚是强盛。”
迪奥多鲁斯认为,此种投射器械首次出现在B.C.400年左右,时当叙拉库扎城僭主迪奥尼修斯(Dionysius of Syracuse,B.C.405-367在位)组织对迦太基城的远征(B.C.397)。从世界各地搜罗来的各位专家中,有一个天才人物,他设计出了能投射石头和标枪的机械装置。自迪奥尼修斯统治时代以后的众多年代,直至14世纪,军事史学家们总会提到投射器械。但是直到马其顿的腓力(B.C.360-336在位)及其子亚历山大大帝(B.C.336-323在位)的统治年代,投射器械才得以精心改进,其在战争中的作用才得到了充分的认识。此外,罗马人采用了希腊人的投射器械。维特鲁维乌斯及其他历史学家均如是说,并且他们还直接从希腊作者那里将其描述也抄袭过来——抄的时候还经常会发生明显的错误。
Ⅷ 配重式投石机如何制做
通过制作一个很粗的杆臂,这样是不会折裂了,但是对重量影响太大,而重量不合理则使杆臂达不到以较高效率投出弹丸所需的速度。由坚硬实木制作的笨重的杆臂,其轻便和效率当然比不上由木头,兽筋和兽皮复合的杆臂。前者在抛石时必然会较为迟缓,而后者相比之下就较为快捷而有弹性,就好像一个钢制弹簧。
当希腊人完美的投射器制造技艺已经失落,人们只能用低效的设计取而代之。假如上古时代巨型投石机的制造技术能按其完美原样保存,中世纪那笨拙的配重式投石机(Trebuchet)根本就不会得以普及。配重式投石机的威力乃是籍由回转臂一端的巨大配重使另一端抬起,带动其上安装的掷弹带以投射石弹。至于射程,配重式投石机不管有多大,由于只是依赖配重工作,与依靠螺旋型紧紧扭曲的巨型筋腱绞索弹性的投石机相比,其效率是无法相提并论的。毫无疑问,假如后者能以其完美的形态保存下来,那么大炮的引进将会推迟很多——因为早期大炮的作战效果比起上古最好的投射器械来曾长期明显落后。
Ⅸ 古代欧洲的扭力式投石机和配重式投石机在攻城时哪种更好
配重式投石机出现得比较晚。普遍认为的是因为扭力式投石机的制作工艺退步而造成了配重式投石机在欧洲的出现。
其实配重式投石机是中国传出去的。古代中国的配重式投石机叫做“井兰”有兴趣的话可以去查查。
现在让我们来看看你所列的几条对比事项:
1.射程和威力:无法比较。受投石机规模不统一的影响。发射的石弹和射程也不统一。但是如果计算效率的话。配重式投石机因为动力臂较长所以效率较高。
2.需要发射人数和发射时间:标准配备的话基本相同。但是配重式投石机可以配备可变配重。就是先把空的配重舱吊起来固定,然后再向舱里堆石块。这在超大型投石机的装弹上能够节省很多时间。
综上,选择以上两种攻城武器使用与否起决定作用的是制造工艺是否简便。扭力式投石机因为工艺和原料要求过于苛刻才逐渐从历史中退出了。
Ⅹ 如何让投石车抛石抛得更远
阻力臂长,你可以画图试试,因为是投石机,所以阻力臂越长,投石机抛的更远。
这跟圆是一样的,把支点看做圆心,阻力臂看作半径,当然是半径越大,圆越大,所以阻力臂长的时候投石机抛的远。
抛石机的种类很多,通常简称的抛石机指的是配重式抛石机。与弹射器不同,抛石机是利用配重物(counter-weight)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。