Как сделать баллисту из дерева

Количество деталей
52

История
Первые достоверные сведения о прменении баллист известны со времён Александра Македонского.
Позднее римляне развили их конструкцию и сделали одним из основных видов оружия своей армии.
Залпы баллист стали прообразом картечи. Известно, что при осаде Афин римские войны успешно выпускали из баллист одновременно по 20 свинцовых ядер.
Калибр баллисты зависел от веса снаряда – как правило камня, по возможности обработанного по форме ядра. Античные историки часто пишут про баллисты, с калибром в полталанта (

26 кг). Есть и упоминания об орудиях под камни в 3 таланта (

78 кг). Хотя типовые машины по сообщению Витрувия имели калибр начиная от 600 гр. до одного таланта.

Самым подходящим материалом для изготовления жгутов считались жилы животных.
Информация о дальнобойности баллист очень различна. Иосиф Флавий пишет, что у римлян были огромные баллисты, метающие снаряды в 26 кг на расстояние до 360 м. Сообщали даже про баллисту Архимеда, способную метать камни в 3 таланта на один стадий – почти на 180 м.

Современные реконструкции достигают гораздо более скромных результатов. В начале ХХ века удачной была признана модель баллисты, сумевшей отправить полукилограмовое свинцовое ядро примерно на 300 м.
В 2000 году экспериментаторы BBC на основе компьютерного моделирования построили баллисту весом 8,5 тонны, метнувшую снаряд весом 26 кг на расстояние около 85 м.

Однако даже и эти показатели в античные времена могли делать баллисту достаточно грозной силой при штурме или осаде неприятельского укрепления.

Наша модель
Деревянная модель баллисты изготовлена в масштабе 1:32,позволяющем использовать ее, играя с солдатиками ростом 54-55 мм, выполненных в том-же масштабе- самом популярном у производителей.
Игрушечная баллиста действует по точно такому-же принципу, что и настоящая, и ее конструкция максимально точно воссоздаёт устройство своего исторического прототипа, чьи пропорции вычислены на основании работ римского архитектора и механика Витрувия.
Баллиста не очень проста в сборке. Работа над ней требует мелкой моторики, но её итог удивит вас и всех ваших друзей.
Для сборки баллисты вам не потребуется ничего – ни клея, ни специальных инструментов. Только руки и терпение.
Правильно построенная готовая действующая модель баллисты стреляет на расстояние до 3 метров снарядами весо 1-3 грамма и диаметром 10-12 мм (бусинками, камешками, небольшими палочками).

Поскольку древесина – это натуральный природный материал, слегка изменяющий свои размеры и форму под возлействием влажности воздуха, некоторые детали могут соединяться с недостаточной лёгкостью.
К модели приложена наждачная бумага, чтобы можно было подогнать каждую деталь точно по месту – это единственная дополнительная обработка, которая может потребоваться.
Основные детали вырезаны лазером из 3 мм фанеры, также используются деревянные стержни, маленькие гвоздики и натуральный шнур.
Готовую модель баллисты вы при желании можете разобрать и собрать снова.

Подключая к этой работе солдатиков своей армии, вы сможете почувствовать живую историю двухтысячелетней давности и представитте, как римские легионы проделывали ту-же работу, готовясь к штурму вражеской крепости.

Подробности устройства

• Общие данные
• Подробности устройства
• Боевое применение

В этом подразделе размещены более подробные чертежи баллисты и скорпиона, вопсроизведенные на основании данных, которые содержатся в трактатах Филона Александрийского и Витрувия. Подразумевается, что и баллиста, и скорпион изготовлены из дерева. Калибр баллисты – 10 мин (прибл.5 кг), длина стрелы скорпиона – три пяди (27 дюймов, т.е. до 70 см).

Рис.10 иллюстрирует различные сравнительные размеры: баллисты, ее каменного ядра, скорпиона, его стрелы и легионера среднего роста.

Рис.10. Сравнительные размеры легионера, баллисты и скорпиона .

На рис.11 можно видеть проекции скорпиона сбоку и сверху. Данная стрела является трехпядевым “болтом”: 36 пальцев (дактилей), или 27 дюймов, или 70 см. Именно размеры стрелы в конечном итоге определяли размеры скорпиона.

На виде сбоку метательные рычаги не показаны. На виде сверху метательные рычаги находятся в крайнем заднем положении, стрела опущена на ложе, скорпион полностью готов к ведению огня.

Рис.11.Заряженный скорпион. Вид сбоку и сверху.

Ложе скорпиона (а равно и баллисты) состояло из двух деревянных частей. Верхняя, подвижная, часть в заряженном положении удерживалась маленькой собачкой (ее можно видеть на боковой проекции упертой в предпоследнее углубление зубчатого паза) и имела паз, в котором находилась стрела (камень в случае баллисты). Качающийся вилочковый курок находился сверху подвижной части и был предназначен для фиксации тетивы. Нижняя часть была зафиксирована и представляла собой по сути несущую конструкцию, к которой снизу крепилась станина, а спереди – рама с упругими блоками и метательными рычагами. Подвижная часть перемещалась вдоль неподвижной нижней в пазе формы “голубиный хвост”.

Рис.12 изображает скорпион в свободном, незаряженном состоянии.

Рис.12. Cкорпион в момент начала заряжания. Вид сбоку и сверху.

На иллюстрации справа показан скорпион спереди (верхний рис.) и сзади (нижний рис.). Хорошо виден паз формы “голубиный хвост”. Также обратим внимание на упругие блоки: согласно расчетам, для эффективной работы они должны были иметь не менее трех полных перекрутов. Упругие блоки выводились вверх и вниз сквозь отверстия в горизонтальных плоскостях несущей рамы и крепились при помощи специальных шайб с ушками.

Рис.13. Скорпион. Вид спереди и сзади (подробно).

Как уже было сказано выше, размеры скорпиона или баллисты определяются размерами (массой) их метательного снаряда, с которой, в свою очередь, непосредственно связаны размеры упругих блоков. В силу этого, Ландель (Landel) предлагает в качестве отправного, базового размера “D” принять диаметр отверстий, сквозь которые упругий блок выводился к крепежным шайбам. См.рис.14: синим цветом даны контуры основных деталей, коричневым – размеры и выносные линии.

Рис.14. Пропорции скорпиона.

Таким образом, метательный рычаг имеет длину 7D, общая длина ложа – 16D. Рама имеет 5,5D в высоту, 6,5D в длину и 1,5D в ширину.

Зарядно-спусковой механизм скорпиона подробно показан ниже. Рис.15 иллюстрирует два состояние скорпиона, вид сбоку:

1. Вилочковый курок только что поднялся вверх, и тетива пошла вперед, увлекая за собой стрелу вперед по пазу верхней части. Важно: сама верхняя часть при этом осталась в заднем положении, удерживаемая собачкой!

2. Вилочковый курок удерживается в опущенном состоянии находящимся под ним брусочком, тетива и рычаги удерживаются во взведенном положении, прислуга машины помещает стрелу в паз на ложе.

Рис.15. Зарядное и спусковое устройство скорпиона (вид сбоку, подробно).

Рис.16 отражает эти же коллизии, но при виде сверху.

Рис.16. Зарядное и спусковое устройство скорпиона. Производство выстрела.

Рис.17 подробно демонстрирует как именно взаимодействуют вилочковый курок и подвижный брусочек в начале заряжания. Важно: здесь верхняя часть находится в переднем положении! Она отойдет назад вместе с натягиваемой тетивой.

Рис.17. Зарядное и спусковое устройство скорпиона. Начало заряжания.

Рис.18 отвечает на вопрос как именно закреплялись упругие блоки: при помощи штифтов, которые продевались в ушки шайб (на рисунке штифты имеют коричневый цвет.)

Рис.18. Детали упругого блока скорпиона и баллисты.

Здесь (рис.19) можно видеть упрощенную схему баллисты. Не показаны шайбы упругих блоков и заряжающе-спусковой механизм, поскольку они полностью идентичны аналогичным конструкциям скорпиона.

Рис.19. Баллиста (упрощенно). Вид сверху.

Здесь показана 10-миновая (5-кг) баллиста. Снаряд имеет 6 1/3 дюйма в диаметре (163 мм). Пропорции баллисты близки к пропорциям скорпиона, но метательные рычаги должны были быть короче (6D), а ложе – длиннее (19D).

Рис.20. Метательный блок скорпиона. Схема.

Конструктивные отличия между скорпионом и баллистой были незначительны и в целом сводились к отличиям в пропорциях и взаимном расположении деталей рамы метательного блока. Внимательное изучение рис.20-21 даст пытливому уму достаточную пищу для самостоятельных суждений.

Рис.21. Метательный блок баллисты. Схема.

Формула для расчета базового размера “D” для скорпиона очень проста: D равняется 1/9 длины стрелы. В нашем случае “трехпядевого” скорпиона D = 7,6 см.

Для баллисты формула несколько сложнее и опирается она на вес камня.

D = 1.1 * (100 * m) ^ (1/3),

то есть “D равно 1,1 умножить на кубический корень из стократной массы снаряда”. При этом масса снаряда берется в минах, а размер D получим в пальцах. Я не шучу – так у Ланделя (Landel).

При написании данной статьи были использованы материалы с сайта The Roman Army by Gary Brueggeman. Перепечатка иллюстраций произведена в соответствии с письменным разрешением автора сайта, Гари Брюггемана, на некоммерческое использование его превосходных чертежей, выполненных в AutoCAD 14.

Боевая игрушечная катапульта

Эта простая механическая игрушка доставит много удовольствия юным рыцарям, осаждающим неприступные крепости.

Катапульта — это средневековое осадное орудие, предназначенное для метания огромных камней и других тяжелых снарядов во вражеские укрепления. С помощью длинного рычага, приводимого в движение противовесом, она могла бросать предметы массой до 150 кг на расстояние в несколько сотен метров с большой скоростью. Снаряд укладывался в пращу, вытянутую вдоль платформы. При выстреле длинный рычаг вместе с привязанной пращой быстро поднимался вертикально и один из концов пращи освобождался, позволяя снаряду лететь к цели.

Начните с изготовления платформы

1. Из кленовой доски толщиной 6 мм выпилите бортики А и платформу В по указанным в «Списке материалов» размерам. Положите платформу на подкладки толщиной 3 мм и приклейте к ее кромкам бортики, выровняв торцы деталей (рис. 1 и 1а). Убедитесь в прямоугольности склейки и зафиксируйте детали струбцинами.

2. Из материала толщиной 13 мм выпилите опорные бруски С. Установите в пильный станок пазовый диск толщиной 6 мм. Используя угловой (поперечный) упор с деревянной накладкой и стопором, выпилите в опорных брусках пазы глубиной 3 мм на расстоянии 25 мм от концов (рис. 1), разворачивая детали на 180° после каждого прохода.

Краткий совет! Проверьте настройки на пробном обрезке. При двух проходах с разворотом детали даже небольшая неточность удваивается, и требуемое расстояние между пазами получить не удастся. Делайте пробные проходы на обрезке такой же длины и, если необходимо, измените настройки.

Приклейте, фиксируя струбцинами, опорные бруски С к бортикам платформы А. Расположите внешние бруски, как показано на фото, а внутренние — на расстоянии 51 мм от них.

Смажьте клеем пазы и приклейте бруски к бортикам платформы (рис. 1 и фото А).

Добавьте стойки

1. Из материала толщиной 13 мм выпилите стойки D. С помощью фрезерного стола сделайте фаски шириной 3 мм вдоль внешних ребер, а также вдоль торцов каждой стойки (рис. 1). Просверлите в указанных местах сквозные отверстия диаметром 5 мм для латунного стержня.

2. Сделайте четыре копии шаблона подкосов Е. Из дощечки толщиной 6 мм выпилите заготовки для подкосов и с помощью аэрозольного клея прикрепите к ним шаблоны. Используя лобзиковый станок или ленточную пилу выпилите детали и отшлифуйте их до линии контура. Удалите шаблоны с помощью ткани, смоченной растворителем.

3. Нанесите клей на длинную кромку двух подкосов Е. Приклейте их к стойке D, выровняв заподлицо с нижним торцом и внутренней гранью (без фасок). Вторую пару подкосов приклейте к другой стойке.

Приклейте собранные стойки с подкосами к бортикам платформы А, соединив их латунным стержнем и выровняв посередине над средними опорными брусками С.

4. Для крепления готовых стоек D/Е к собранной платформе А/В/С возьмите латунный стержень толщиной 5 мм и отпилите кусок длиной 108 мм, который поможет выровнять стойки. Нанесите полоску клея вдоль нижнего края каждой сборки подкосов и стойки с внутренней стороны. Вставьте латунный стержень в отверстия стоек (фото В). Приклейте стойки с подкосами к бортам платформы, центрируя их над парой средних ножек С. Когда клей высохнет, удалите латунный стержень.

Рычаг с накладками

1. Выпилите заготовку для рычага F. Сделайте копию шаблона рычага и с помощью аэрозольного клея прикрепите ее к заготовке. Выпилите рычаг и отшлифуйте до контурной линии. Удалите шаблон.

Примечание. Показанное на шаблоне сквозное отверстие диаметром 5 мм просверлите после приклеивания накладок G.

2. Из материала толщиной 19 мм выпилите заготовку размером 35×305 мм для накладок G. Сделайте две копии шаблона накладки и прикрепите их к заготовке, используя аэрозольный клей. Выпилите накладки и отшлифуйте их по контуру.

3. С помощью сверлильного станка просверлите в кромках накладок G отверстия диаметром 3 и 5 мм в местах, указанных на шаблоне.

Зажав деталь в деревянные ручные тиски, отфрезеруйте на накладках G фаски шириной 3 мм в местах, указанных на шаблоне.

Краткий совет! Для точного совмещения деталей и латунного стержня требуется аккуратно просверлить 5-миллиметровые отверстия. Чтобы центр отверстия в твердой кленовой древесине располагался точно в нужном месте, вместо обычного спирального сверла используйте сверло с центральным острием. А чтобы отверстия были соосны, убедитесь, что столик сверлильного станка установлен точно под углом 90° к оси сверления.

Теперь отфрезеруйте фаски шириной 3 мм вдоль указанных кромок и торцов накладок с обеих сторон (фото С). Удалите шаблоны. Для безопасной обработки этих небольших деталей удерживайте их с помощью деревянных ручных тисков, а также уменьшите до минимума зазоры вокруг фрезы, вставив в монтажную пластину сменное кольцо подходящего диаметра. Если на вашем фрезерном столе такая возможность не предусмотрена, воспользуйтесь «Советом мастера» внизу, в котором описан простой альтернативный вариант.

Совет мастера

Нет пластины со сменными кольцами? Используйте накладку!

Есть простой и быстрый способ сделать такую накладку. Она закроет просвет вокруг фрезы, став беззазорной пластиной, и обеспечит надежную поддержку мелких деталей, позволяя безопасно их обрабатывать. При этом она обойдется вам совсем недорого — для ее изготовления требуется лишь обрезок оргалита.

• Выпилите из 6-миллиметрового оргалита кусок достаточного размера, чтобы можно было без помех перемещать по нему деревянные ручные тиски с зажатой в них деталью.
• Просверлите посередине куска отверстие, в которое должен свободно проходить подшипник фрезы.
• Немного опустив фрезу, наденьте на ее подшипник кусок оргалита с отверстием и прикрепите его к фрезерному столу с помощью струбцин или двухстороннего скотча.
• Включите фрезер и поднимите фрезу чуть выше, чем требуется для фрезерования фаски.
• Опустите фрезу до нужной высоты и сделайте фаски на деталях.

4. Места приклеивания накладок G обозначены на шаблоне рычага F. Приклейте к рычагу одну накладку и зафиксируйте ее струбциной. Когда клей высохнет, просверлите в рычаге отверстие диаметром 5 мм для латунного стержня (фото D). Затем при клейте к рычагу вторую накладку, выровняв отверстия с помощью латунного стержня (фото Е).

(Фото D) Приклеив к рычагу-стреле F одну из накладок G, просверлите в рычаге отверстие диаметром 5 мм через отверстие накладки. (Фото E) Приклейте с другой стороны вторую накладку G, выровняв ее с помощью латунного стержня, вставленного в осевое отверстие.

Изготовьте ящик противовеса

1. Выпилите из дощечки толщиной 6 мм боковые Н, а также переднюю и заднюю I стенки и дно J. Дополнительно выпилите еще одну деталь дна, чтобы использовать ее в качестве проставки при сборке ящика. Разметьте, опилите и отшлифуйте угловые скосы на боковых стенках Н (рис. 2). Теперь соберите ящик (фото F и G).

(Фото F) Нанесите клей на торцевые кромки дна J. Струбцинами прижмите к ним переднюю и заднюю стенки I, вставив между ними выравнивающую проставку. (Фото G) Теперь нанесите клей на кромки дна, задней и передней стенок I/J. Струбцинами прижмите к ним боковые стенки Н.

2. Отфрезеруйте на внешней стороне боковых стенок Н фаски шириной 3 мм (рис. 2).

3. Из материала толщиной 13 мм выпилите накладки К и просверлите в них сквозные отверстия диаметром 6 мм, используя сверло с центральным острием. Затем сделайте угловые скосы шириной 6 мм. Из-за небольших размеров отшлифуйте эти детали вручную с помощью шлифовальной колодки и наждачной бумаги № 100.

4. Приклейте накладки К к боковым стенкам Н, выровняв их по центру с отступом 13 мм сверху, и зафиксируйте струбцинами.

Завершение

1. Просверлите в рычаге F направляющее отверстие 1,5×6 мм для шурупа с головкой-кольцом (рис. 3). Затем просверлите отверстие 1,5×10 мм в верхнем торце рычага для стержня-зацепа длиной 16 мм. Вверните в отверстия шуруп с кольцом и зацеп, оставив выступ 6 мм.

2. Для изготовления пращи возьмите два отрезка шнура длиной 220 мм и кусок прочной ткани или замши размером 25×90 мм. С помощью шила сделайте у концов материала отверстия в указанных местах. Привяжите конец одного отрезка шнура к отверстию пращи, а второй конец — к кольцу шурупа на конце рычага. Затем привяжите к одному концу второго отрезка шайбу диаметром 6 мм, а оставшийся конец также привяжите к свободному отверстию пращи.

3. Перед установкой рычага-стрелы с накладками F/G между стойками D вверните шурупы 5×20 с потайной головкой в 3-миллиметровые отверстия накладок G на глубину около 13 мм (рис. 1). Затем вставьте собранный узел F/G между стойками, пропустив в отверстие латунный стержень-ось диаметром 5 мм и добавив 6-миллиметровые шайбы между накладками G и стойками D.

4. Для подвески ящика противовеса H/I/J/K закрепите на обеих накладках К рым-болты диаметром 6 мм с помощью гаек М6, не затягивая их (рис. 1). Затем наденьте кольца рым-болтов на шурупы, ввернутые в накладки рычага-стрелы, и затяните крепеж (фото Н и I).

(Фото H) Наденьте рым-болты на шурупы, ввернутые в накладки G. Зафиксируйте рым-болты гайками. (Фото I) Вверните шурупы глубже в накладки G, чтобы надежно закрепить рым-болты. Противовес, однако, должен легко качаться.

5. Наконец отшлифуйте все детали катапульты наждачной бумагой зернистостью до 220 единиц и нанесите отделочное покрытие по своему выбору. Не терпится испытать метательную машину в действии? Прочтите вставку «Как стреляет катапульта», где даны советы по эффективному и безопасному использованию этой игрушки. Теперь пора объявлять противнику войну!

Как стреляет катапульта?

Принцип ее действия такой же, как и у гигантских боевых машин средневековья, но эта небольшая модель спроектирована как средство развлечения и предназначена для метания мелких предметов, например таких, как неочищенные лесные орехи или конфеты, чтобы метко попасть в коробку, корзину или другую цель. Для безопасности, а также для того, чтобы катапульта доставила максимум удовольствия, следуйте этим советам.

В целях безопасности

• Наденьте защитные очки.
• Никогда не цельтесь в человека или животное.
• Не используйте для метания металлические или острые предметы.

Для стрельбы из катапульты

• Положите в ящик-противовес небольшие грузы, например шайбы или монеты. Количество грузов зависит от типа бросаемого объекта, требуемой траектории его полета и дистанции стрельбы. Оптимальное количество грузов определяется опытным путем. В нашем случае потребовалось 14 шайб М6, чтобы бросить арахис в скорлупе на расстояние около 5 м.
• Положите «снаряд» в пращу и наденьте шайбу, привязанную к свободному шнуру пращи на стержень- зацеп в верхнем торце рычага F. Примечание.Слегка отогните стержень-зацеп вверх или вниз, чтобы изменить момент броска и траекторию полета «снаряда».
• Вытяните пращу вдоль платформы В, подняв противовес так, чтобы конец рычага-стрелы коснулся платформы. Направьте катапульту на цель и отпустите пращу, которая сделает меткий выстрел.

Шаблоны

Боевая игрушечная катапульта , 5.0 out of 5 based on 1 rating

Источники:

http://www.miniflot.ru/Modeli_voennykh_mashin/Vegetius/ball.php

http://xlegio.ru/throwing-machines/antiquity/roman-artillery/design-details.html

Боевая игрушечная катапульта