投石器運用了什麽原理

投石器的設計非常巧妙,它利用了杠桿原理來增加投擲的力量和距離。?

相傳拋石機發明於周代，叫“拋車”。據《範蠡兵法》記載，“飛石重十二斤，為機發，行三百步”。石彈出現更早，也就是先有“彈”後有“機”。新石器時代出土文物中，有壹些經過打制加工過的石塊，就是原始人使用的“石彈”，不過那時只用於拋擲。

“炮”問世以後，成為戰爭中的重型武器。三國時，各國君臣都十分重視拋車的制造和使用。著名的官渡之戰中，曹軍運用壹種可以自由移動的拋車，擊毀袁軍的櫓樓及戰車，這種威力強大的拋車被稱為“霹靂車”。

當時的拋車多數是將炮架固定在地面上或底座埋在地下施放，機動性差，安裝費時費力。後來為了便於移動，在炮架下面安裝了車輪。又因為炮架笨重，要隨時變換拋射方向，仍是十分麻煩的事情。為此，人們發明了“旋風拋車”。

這種拋車的炮栓能夠水平移動和旋轉，可向各個方向拋擲石彈，又稱為“旋風炮”。南北朝時期出現了將炮安裝在車上的“拍車”，或將炮安裝在船上的“拍船”，可以隨軍機動作用，成為當時的重武器。隋朝末年，魏公李密命令護軍將軍監造拋車，壹次制造了300架，稱為“將軍炮”。

這種器械的投射力來自沈重的配重物的重力，而不像投石機和弩炮那樣來自於繩索的扭力。大約自12世紀中葉起，拋石機就在很大程度上取代了投石機。對於拋石機的偏好可能是由於它可以將重達300磅（136kg)的石彈投射出去，比起最大型的投石機所能發射的石彈要沈5～6倍。

約瑟夫斯時代的投石機所發射的石彈毫無疑問可以摧毀塔樓和雉堞——這要集中多臺投石機長期密集轟擊才行。可是由拋石機所發射的壹塊重達200-300磅（91-136kg）的石彈就足以撼動最為堅固的磚石結構的防禦工事。

拋石機主要用於摧毀堡壘護墻的上部結構，結果就可以用雲梯或其他方式越過城墻。而投石機，由於其射程較長，主要用於給城鎮防禦工事內部的人員或住宅造成破壞。

通過在壹定尺寸的模型上的實驗以及其他來源，我發現，最大號的拋石機——其桿臂長度接近50英尺（15.24米），配重達到2萬磅（9.07噸），能夠將200-300磅的石彈投射出300碼遠（274米）。照我的觀點看來，這種器械的射程是達不到350碼（320米）的。

拋石機上總是有壹條擲彈帶以安放彈丸。擲彈帶使得投石機的威力倍增，彈丸的射程因此而增長了壹倍。拋石機的威力來自其桿臂、重量合適的配重以及擲彈帶。其桿臂在釋放滑鉤之後，緩緩的以直徑很長的圓形回轉，不必借助任何手段就達到了投石機較短的桿臂所能達到的（末端線）速度。

拋石機的擲彈重量是由其配重控制的。這種拋石機的威力幾乎沒有上限，限制因素只有器械本身的強度和操作的要求。從中世紀的作家那裏可以找到無數的記載，將死馬拋進被圍城池，以期引起瘟疫——毫無疑問只有拋石機才能用於此種目的。

壹匹小馬的重量約為10英擔（1120磅=508kg）。由此，我們可以對拋石機所能拋射的巨石或石彈的大小有個概念了。

當我們設想使用壹臺拋石機將馬擲過城墻，我們就應相信斯岱拉的說法，“1376年熱那亞派駐塞浦路斯的軍隊中，除了其他的巨型器械之外，有壹部能發射12英擔（609kg！）巨石的器械”。