ΚΑΤΑΠΕΛΤΗΣ ΕΤΥΜΟΛΟΓΙΑ Καταπέλτης Κατά = εναντίον + Πέλτες = ασπίδες Μηχάνημα που βάλλει κατά των πελτών, δηλαδή το μηχάνημα που ρίχνει εναντίον της άμυνας του εχθρού. Η λέξη καταπέλτης είναι Ελληνική και η ετυμολογία της υποδηλώνει την καταστρεπτική ισχύ του όπλου. Η πέλτη ήταν η ασπίδα που έφεραν οι ελαφρά οπλισμένοι πελταστές, ενώ η πρόθεση "κατά" υποδηλώνει κίνηση προς τα κάτω ή εναντίωση. Συνεπώς ο καταπέλτης είναι ένα όπλο που μπορεί να καταβάλει (να "νικήσει") την ασπίδα. Σύμφωνα με μια άλλη ετυμολογία το δεύτερο συνθετικό της λέξης καταπέλτης (η λέξη αναφέρεται και ως καταπάλτης) προέρχεται από το ρήμα πάλλω (στριφογυρίζω). [1]
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Κεφάλαιο 1. Περιγραφή του καταπέλτη Κεφάλαιο 2. Σχέδιο του καταπέλτη Κεφάλαιο 3. Διαδικασία που ακολουθήθηκε για την κατασκευή του Κεφάλαιο 4. 4 Ιστορική εξέλιξη Κεφάλαιο 5. Αρχή λειτουργίας Κεφάλαιο 6. Χρησιμότητα του έργου για τον άνθρωπο και τη κοινωνία Κεφάλαιο 7. Κατάλογος υλικών και εργαλείων Κεφάλαιο 8. Κόστος κατασκευής Κεφάλαιο 9. Βιβλιογραφία [2]
Κεφάλαιο 1. Περιγραφή του καταπέλτη Ο καταπέλτης είναι αρχαίο όπλο που χρησιμοποιούνταν από του πολιορκητές κυρίως εναντίον των τειχών μιας πόλης με σκοπό να τα γκρεμίσουν και να την καταλάβουν. Ο καταπέλτης πετούσε στην -αρχή τουλάχιστον- πέτρες με μεγάλη δύναμη που έπεφταν εναντίον του εχθρού και του προξενούσαν καταστροφές κ.λ.π. Αργότερα οι καταπέλτες μπορούσαν να πετάξουν και ακόντια, εύφλεκτα υλικά και ότι άλλο θα μπορούσε να προξενήσει καταστροφή στον εχθρό. Η κινητική ενέργεια του εκτοξευόμενου αντικειμένου προερχόταν από την δυναμική ενέργεια του που αποθηκευόταν στο στον «ελαστικό μέσο» του καταπέλτη με την επιμήκυνση (τράβηγμα) που του έκαναν οι στρατιώτες. Όταν το «απελευθέρωναν» (το άφηναν) απότομα, ο «βραχίονας» (κινούμενο μέρος» του καταπέλτη [3]
εκτόξευε με δύναμη την πέτρα. Οι καταπέλτες που χρησιμοποιήθηκαν από τους Έλληνες και τους Ρωμαίους, ήταν πολύ ισχυρά όπλα για την εποχή τους. Έπαψαν να χρησιμοποιούνται μετά την ανακάλυψη της πυρίτιδας (μπαρούτι). Για την λειτουργία τους χρησιμοποιούνταν τεντωμένα σχοινιά ή τρίχες από ουρές ζώων και γυναικών. [4]
Κεφάλαιο 2. Σχέδιο του καταπέλτη [5]
Κεφάλαιο 3. Διαδικασία που ακολουθήθηκε στην κατασκευή του Α. Επιλογή έργου Καταπέλτης Β. Ανάγνωση, κατανόηση σχεδίου Αναγνώριση υλικών Γ. Κόψιμο των υλικών σύμφωνα με το σχέδιο Δ.. Συναρμολόγηση Ε.. Δοκιμή ΠΟΡΕΙΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ: 1. Από τα καδρονάκια διαστάσεων: 15 x 15 mm θα κόψουμε τα εξής κομμάτια, (κάθετα με πριόνι) όπως φαίνονται στην εικόνα της επόμενης σελίδας και αναπαριστάνονται με το ίδιο γράμμα στο παραπάνω σχήμα του καταπέλτη: 2 (Α) των 200 mm το καθένα, 2 (Β) των 130 mm, 1 (Γ) 100 mm, 4 (Φ) των 40 mm, 1 (Δ) 200 mm και 1 (Ε) 50 mm, γράφουμε επάνω τους τα γράμματα (Α),(Β) κλπ. 2. Σε όλα τα παραπάνω κομμάτια, εκτός στα 4 (Φ), θα ανοιχτούν τρύπες στην θέση ακριβώς που δείχνει το σχήμα της επόμενης σελίδας. Το διπλανό σύμβολο μας λέει ότι στο σημείο αυτό πρέπει να ανοιχτεί τρύπα με διάμετρο 5 mm (δηλαδή με το τρυπάνι Νο 5). Για πετύχουμε να ανοίξουμε τις τρύπες ακριβώς στη θέση τους (με ακρίβεια χιλιοστού) εργαζόμαστε ως εξής: Σε όλα τα κομμάτια εκτός των (Φ),βρίσκουμε ακριβώς το μέσον της πλευράς των 15 mm (δηλαδή 7,5 mm και 7,5 mm) και στα δύο άκρα τους, και χαράζουμε στη μέση κατά μήκος τους μια γραμμή. Πάνω σε αυτή τη γραμμή μετρώντας από τα άκρα κάθε κομματιού τις αποστάσεις που φαίνονται στο σχήμα κάνουμε τους σταυρούς (+) και γράφουμε δίπλα Φ... ανάλογα με ποιο τρυπάνι θα ανοίξουμε τις τρύπες. [6]
(Συμβουλευόμαστε το σχήμα). Συγκρατούμε γερά τα κομμάτια στη μέγγενη και τα τρυπάμε στη σωστή θέση με το σωστό τρυπάνι. 3. Από τους ξύλινους άξονες (κυλινδρικά ξυλάκια) διαμέτρου Φ 5 mm κόψε: α) 4 κομμάτια μήκους 77 mm, β)1 κομμάτι μήκους 47 mm γ) 4 κομμάτια μήκους 30 mm 4. Άνοιξε μια τρύπα διαμέτρου Φ3 mm στο κέντρο του ξύλινου δίσκου διαμέτρου Φ 40 mm. (κομμάτι Κ). 5. Σφήνωσε τους τέσσερις ξύλινους άξονες μήκους 30 mm, στις αντίστοιχες τρύπες διαμέτρου Φ 5 mm των (Γ), (Ε) και (Δ). Να χρησιμοποιήσεις και ξυλόκολλα. Πρόσεξε! Να τα σφηνώσεις στις σωστές τρύπες όπως φαίνεται στο σχήμα. [7]
6.Κόλλησε με ξυλόκολλα το (Κ) στην θέση του στο βραχίονα (Δ) όπως φαίνεται στο παραπάνω σχήμα και βίδωσε το με την νοβοπανόβιδα 3 x 20 mm. 7. Ένωσε τα δύο (Β) με το (Γ) (συμβουλέψου οπωσδήποτε το αρχικό σχήμα του καταπέλτη) με τον ξύλινο άξονα διαμέτρου Φ 5 mm και μήκους 47 mm περνώντας και από μία ροδέλα Μ5 ανάμεσα στα (Β) και το (Γ). 8. Όπως θα έχεις «λυγισμένο το «σύμπλεγμα» (Β)(Γ) που κατασκεύασες παραπάνω, πέρασε ανάμεσα στα (Β) το (Δ)(Κ) (βλέπε το αρχικό σχήμα). Τοποθέτησε και από τις δύο μεριές του νέου «συμπλέγματος» (Β)(Γ)(Δ)(Κ) τα δύο (Α) με σωστό προσανατολισμό (βλέπε το αρχικό σχήμα), και σφήνωσε τους τέσσερις ξύλινους άξονες διαμέτρου Φ 5 mm μήκους 77 mm στις αντίστοιχες τρύπες των κομματιών 2(Α), 2(Β), (Γ), (Κ) και (Ε) και ολοκλήρωσε τον καταπέλτη. Στον άξονα που ενώνει το (Ε) με τα 2(Α) περνάμε και έναν ελαστικό δακτύλιο για να συγκρατεί τα (Ε) στην θέση του. ΠΡΟΣΟΧΗ! Στον προσανατολισμό του (Ε). Η εγκοπή του θα πρέπει να αγκιστρώνει στον ξύλινο άξονα που εξέχει από τον βραχίονα (Δ). 9.Κόλλησε με ξυλόκολλα τα τέσσερα κομμάτια (Φ) κάτω από τις άκρες των (Α). 10.Πέρασε τέσσερις φορές το λάστιχο γύρω από τα (Γ) και (Δ) και δέσε τις άκρες του σφιχτά ώστε να σχηματίσει έναν λαστιχένιο δακτύλιο. [8]
11.Τσαλάκωσε ένα κομμάτι χαρτί και κάνε μία μικρή χάρτινη μπάλα. 12.Κατέβασε τον βραχίονα (Δ) και ασφάλισε τον με το (Ε), τοποθέτησε την μικρή χάρτινη μπάλα πάνω στο (Κ) και απασφάλισε το (Ε), Η χάρτινη μπάλα θα πεταχτεί με δύναμη. [9]
Κεφάλαιο 4. Ιστορική εξέλιξη Από την αρχαιότητα ως την εποχή του Μ. Αλεξάνδρου υπάρχουν αρκετές ενδείξεις ότι οι Ασσύριοι διέθεταν διάφορες μηχανές εκτόξευσης λίθων και εμπρηστικών υλικών, αλλά οι κύριες πολιορκητικές μηχανές τις οποίες χρησιμοποιούσαν ήταν ο κριός και ο πολιορκητικός πύργος. Πάντως μέχρι το 400 π.χ. ούτε οι Πέρσες, ούτε οι Έλληνες, ούτε οι Κινέζοι είχαν καταφέρει να βελτιώσουν σημαντικά τις πολιορκητικές τεχνικές και τα όπλα των Ασσυρίων. Από την εποχή εκείνη και μετά σημειώθηκαν μεγάλες πρόοδοι στην ανάπτυξη της οικογένειας των καταπελτών, αρχικά από Έλληνες και αργότερα από Ρωμαίους μηχανικούς και τεχνικούς. Ο Καταπέλτης υπήρξε περίφημη αρχαία πολεμική μηχανή με την οποία εκσφενδονίζονταν αρχικά βέλη και [10]
αργότερα ακόντια και λίθοι. Εφευρέθηκε στη Σικελία από τους μηχανικούς που είχε προσκαλέσει ο τύραννος των Συρακουσών Διονύσιος ο Πρεσβύτερος το 399 π.χ. κατά τις προπαρασκευές που έκανε για την εκστρατεία του κατά της Καρχηδόνας και κυριάρχησε ως πολεμικό μέσο πολλών λαών μέχρι την ανακάλυψη της πυρίτιδας, αλλά και ακόμα νεότερα. Μεταξύ των όπλων που σχεδίασαν οι τεχνικοί του Διονυσίου ήταν και οι πρώτοι μηχανικοί καταπέλτες, οι οποίοι βασίζονταν στη χρήση τόξου για την εκτόξευση βελών και (σπανιότερα) λίθων. Οι πρώτοι εκείνοι καταπέλτες, οι οποίοι θα μπορούσαν να περιγραφούν και ως γιγαντιαίες βαλλίστρες, αποτελούνταν από τα εξής κύρια μέρη: [11]
- Το σύνθετο τόξο, το οποίο αποτελείτο από ξύλινο στέλεχος-πυρήνα. Στην μπροστινή όψη του συγκολλούνταν τένοντες ζώων (ανθεκτικοί στον εφελκυσμό) και στην οπίσθια όψη κεράτινα πλακίδια (ανθεκτικά στη συμπίεση). - Τον κορμό, έναν επιμήκη ξύλινο βραχίονα με αύλακα και οδηγούς στο μέσο, στο εμπρόσθιο άκρο του οποίου στερεωνόταν το τόξο, ενώ στο οπίσθιο τμήμα του στερεωνόταν ο μηχανισμός τάνυσης της χορδής. - Τη βάση, πάνω στην οποία στηριζόταν ο κορμός. Το επόμενο σημαντικό βήμα στην εξέλιξη των συγκεκριμένων όπλων πραγματοποιήθηκε μισό περίπου αιώνα μετά την επινόηση των καταπελτών του Διονυσίου και αφορούσε την αντικατάσταση του τόξου από συνεστραμμένα σχοινιά κατασκευασμένα από τένοντες και τρίχες, τα οποία αποτελούσαν ένα είδος ελατηρίων στρέψης. Η επινόηση διατάξεων αποθήκευσης ενέργειας μέσω της συστροφής σχοινιών, η οποία αποδίδεται σε μηχανικούς που εργάζονταν στην υπηρεσία του βασιλιά της Μακεδονίας Φιλίππου Β', πατέρα του Μεγάλου Αλεξάνδρου, πολλαπλασίασε την ισχύ των καταπελτών. Με τα μέχρι τότε χρησιμοποιούμενα σύνθετα τόξα δεν ήταν δυνατή η εκτόξευση βλημάτων μεγάλου βάρους, παρά μόνον ελαφρών ακοντίων και μικρών λίθων ή μολύβδινων σφαιρών. Η εισαγωγή και η συνεχής βελτίωση των διατάξεων συνεστραμμένων σχοινιών στους καταπέλτες (που συντελέστηκε κατά τη βασιλεία του Μεγάλου Αλεξάνδρου και κυρίως κατά [12]
τους ελληνιστικούς και τους ρωμαϊκούς χρόνους) κατέστησαν δυνατή την εκτόξευση λίθων βάρους ως και 80 kg, αν και οι συνηθέστερες μηχανές αυτού του τύπου εκτόξευαν λίθους βάρους 13-26 kg και βέλη/ακόντια μήκους ως και 4 m. Ο στρατός του Φιλίππου Β' ήταν ο πρώτος που συμπεριέλαβε στη σύνθεσή του ειδικό τμήμα μηχανικού εφοδιασμένο με προκατασκευασμένους καταπέλτες. Δεν είναι βέβαιο πάντως αν ήταν οι μηχανικοί του Φιλίππου εκείνοι που κατάφεραν να μειώσουν ακόμη περισσότερο το βάρος και τις διαστάσεις των μηχανών και να κατασκευάσουν πραγματικούς "καταπέλτες εκστρατείας". Το σίγουρο είναι ότι οι μηχανικοί του Μεγάλου Αλεξάνδρου πέτυχαν να μειώσουν το βάρος των μηχανών εκείνων σε 40 kg περίπου. Μια από τις σημαντικές εξελίξεις στην τεχνολογία των καταπελτών της ελληνιστικής περιόδου ήταν η τελειοποίηση των διατάξεων συνεστραμμένων σχοινιών, κάτι που φαίνεται από την τυποποίηση των διαστάσεών τους και τη σύνταξη μαθηματικού τύπου ο οποίος συσχέτιζε τη διάμετρο των συνεστραμμένων σχοινιών με το βάρος του εκτοξευόμενου λίθου. [13]
Ο μηχανικός Κτησίβιος, ο οποίος έζησε και εργάστηκε στην Αλεξάνδρεια κατά τα μέσα του 3ου αιώνα π.χ., προσπάθησε να αντικαταστήσει τις διατάξεις συνεστραμμένων ινών, οι οποίες φθείρονταν, σάπιζαν ή παρουσίαζαν μεταβολές στην ελαστικότητά τους λόγω καιρικών συνθηκών και γήρανσης, με δύο εναλλακτικές διατάξεις. Στη μία από αυτές δύο άκαμπτα στελέχη του "τόξου" του καταπέλτη περιστρέφονταν συμπιέζοντας δύο ζεύγη χάλκινων ελασμάτων, καθώς οι χειριστές έσυραν προς τα πίσω τη χορδή. Στην άλλη διάταξη τα δύο στελέχη του τόξου ωθούσαν δύο έμβολα τα οποία συμπίεζαν αέρα μέσα σε αντίστοιχους κυλίνδρους. Καμία από τις διατάξεις αυτές δεν βρήκε πρακτική εφαρμογή, διότι ούτε τα ορειχάλκινα ελάσματα (τα οποία βέβαια είναι κατώτερα από τα χαλύβδινα), ούτε η συμπίεση των μικρών ποσοτήτων αέρα που χωρούσαν οι κύλινδροι μπορούσαν να παρέχουν την αναγκαία ισχύ. Την ίδια περίπου εποχή ένας άλλος μηχανικός, ο Διονύσιος της Αλεξάνδρειας, επινόησε αυτό που θεωρείται ως η κορυφαία εξέλιξη των όπλων της κατηγορίας: τον επαναληπτικό καταπέλτη. Ο επαναληπτικός καταπέλτης τροφοδοτείτο από έναν κατακόρυφο γεμιστήρα πάνω από τον ολισθητήρα, μέσα στον οποίο τοποθετούνταν τα βέλη, τα οποία κατέρχονταν με τη βαρύτητα. Ενας περιστρεφόμενος κυλινδρικός οδηγός μεταφοράς βελών οδηγούσε ένα βέλος κάθε φορά μέσα στην αύλακα εκτόξευσής του. Η περιστροφή του οδηγού επιτυγχανόταν με τη βοήθεια μιας διάταξης ελικοειδούς αύλακας και έκκεντρου που ενεργοποιείτο από την κίνηση του ολισθητήρα εμπρός και πίσω. Δεν έχει καταγραφεί προηγούμενη διάταξη αυτού του τύπου και μέχρι τον 16ο αιώνα τουλάχιστον δεν είχε κατασκευαστεί καμία ανάλογης πολυπλοκότητας. [14]
Όσο ο χειριστής τύλιγε και ξετύλιγε το βαρούλκο, ο καταπέλτης γέμιζε, όπλιζε και έβαλλε αυτόματα μέχρι να αδειάσει ο γεμιστήρας του. Στη διάταξη αυτή εμφανίστηκε για πρώτη φορά και το σύστημα γραναζιού-επίπεδης αλυσίδας, το οποίο αποδίδεται μερικές φορές στον Λεονάρντο ντα Βίντσι. Παρά τα πλεονεκτήματά του ο επαναληπτικός καταπέλτης δεν κατάφερε να αντικαταστήσει τον απλό. Το αντίτιμο για την ευκολία χειρισμών και την ταχυβολία του ήταν το περιορισμένο βεληνεκές. Ωστόσο δεν ήταν αυτός ο μόνος λόγος. Φαίνεται ότι το όπλο ήταν εξαιρετικά ακριβές ως την απόσταση των 200 m (που αποτελούσε το μέγιστο βεληνεκές του) και συγκέντρωνε τις βολές του σε πολύ μικρό χώρο, μη έχοντας την αναγκαία διασπορά η οποία θα του επέτρεπε να αξιοποιήσει την ταχυβολία του κατά μεγάλων σχηματισμών των αντιπάλων. Η επόμενη σημαντική βελτίωση της οικογένειας των καταπελτών έγινε από Ρωμαίους μηχανικούς κατά τα τέλη του 1ου αιώνα μ.χ., με την αλλαγή του υλικού κατασκευής του σκελετού από ξύλο σε σίδηρο. Η καινοτομία αυτή οδήγησε στη δραστική μείωση του μεγέθους τους, η οποία σε συνδυασμό με την αύξηση της αντοχής της όλης κατασκευής [15]
επέτρεψε την τοποθέτηση των καταπελτών πάνω σε τροχούς και την ταχεία μεταφορά τους σε οποιοδήποτε σημείο του πεδίου της μάχης υπήρχε ανάγκη. Μεταξύ των μηχανικών των Ελληνιστικών χρόνων που συνδέθηκαν με την ανάπτυξη των καταπελτών ξεχωρίζουν τα ονόματα του 'Ηρωνα, του Φίλωνα, του Βίτωνα, του Κτησίβιου, του Ερατοσθένη και βέβαια του διασημότερου όλων του Αρχιμήδη. Στον Αρχιμήδη αποδίδεται η κατασκευή του μεγαλύτερου καταπέλτη για τον οποίο υπάρχουν καταγεγραμμένες αναφορές. Επρόκειτο για έναν λιθοβόλο ο οποίος μπορούσε να εκτοξεύσει λίθους βάρους 78 kg. Είναι γνωστό επίσης ότι με βάση τους υπολογισμούς του Αρχιμήδη είχαν κατασκευαστεί ειδικοί καταπέλτες μικρότερου βεληνεκούς για συγκεκριμένες ανάγκες των Συρακουσίων. Κατά τους επόμενους αιώνες η βαθμιαία παρακμή της Ρωμαϊκής αυτοκρατορίας οδήγησαν σε σταδιακή υποβάθμιση των μαθηματικών γνώσεων και των τεχνικών δεξιοτήτων που απαιτούντο για την παραπέρα εξέλιξη, την κατασκευή και την συντήρηση πολύπλοκων καταπελτών. Για τους παραπάνω λόγους εμφανίστηκε και επικράτησε ένας νέος και απλούστερος τύπος καταπέλτη, ο οποίος διέθετε ένα μόνο ελατήριο από συνεστραμμένο σχοινί και έναν βραχίονα στην άκρη του οποίου υπήρχε μια κουτάλα στην οποία τοποθετούνταν οι λίθοι που εκτόξευε. Η μηχανή αυτή έγινε γνωστή με την ονομασία όναγρος. Ο όναγρος αποτελείτο από τα εξής τμήματα: έναν βαρύ, ξύλινο ορθογώνιο σκελετό τοποθετημένο στο έδαφος, τον βραχίονα εκτόξευσης και το τμήμα ανάσχεσης που είχε τη μορφή ενός όρθιου ξύλινου "Π", στερεωμένου στο εμπρόσθιο τμήμα του σκελετού και υποστηριζόμενου από λοξές ξύλινες αντηρίδες. [16]
Για την εκτέλεση της βολής ο κατακόρυφος βραχίονας περιστρεφόταν με τη βοήθεια τροχαλίας μέχρι την οριζόντια θέση, συστρέφοντας περισσότερο το σχοινί. Στη συνέχεια οι χειριστές τοποθετούσαν τον λίθο ή τα άλλα βλήματα στην "κουτάλα" του βραχίονα και με τη βοήθεια ενός μηχανισμού σκανδάλης απελευθέρωναν τον βραχίονα, ο οποίος επέστρεφε με μεγάλη ταχύτητα στην κατακόρυφη θέση, κτυπώντας πάνω στην εγκάρσια δοκό του τμήματος ανάσχεσης, και εκτόξευε το βλήμα. Η μηχανή αυτή δεν είχε την πολυπλοκότητα ούτε την ακρίβεια των προηγούμενων καταπελτών, η ισχύς εκτόξευσης δεν ήταν ρυθμιζόμενη, ενώ η σκόπευσή της γινόταν κατά προσέγγιση προς την κατεύθυνση του στόχου. Η κατασκευή όμως και η συντήρησή της δεν απαιτούσαν ιδιαίτερα εξειδικευμένους τεχνικούς, ενώ η ισχύς της ήταν επαρκής για την εκτόξευση ενός λίθου βάρους 18-27 kg σε αποστάσεις ως και 400 m. Ο όναγρος με τη μετέπειτα ονομασία mangonel αποτέλεσε το συνηθέστερο όπλο πολιορκίας κατά τα χρόνια του μεσαίωνα. [17]
Λέγεται ότι από τον 11ο αιώνα κατασκευάζονταν ογκώδεις όναγροι, ικανοί να εκτοξεύουν λίθους βάρους ως και 200 kg. Χρονικά της εποχής αναφέρουν επίσης ότι ο όναγρος διέθετε αρκετά μεγάλη ταχυβολία. Σε χρονικό που αναφέρεται στην κατάληψη της Λισσαβώνας το 1147, περιγράφονται δύο μηχανές αυτού του τύπου, οι οποίες σε διάστημα 10 ωρών εκτόξευσαν 5.000 λίθους, που σημαίνει ότι κάθε μηχανή εκτόξευε έναν λίθο ανά 15 δευτερόλεπτα. Το επόμενο σημαντικό βήμα στην εξέλιξη των καταπελτών φαίνεται ότι έγινε στην Κίνα, το έτος 1000. Η μηχανή που επινοήθηκε αποτελείτο από έναν βραχίονα μεγάλου μήκους ο οποίος μπορούσε να ταλαντεύεται (να στρέφεται) σε κατακόρυφο επίπεδο στηριγμένος σε έναν όρθιο ξύλινο σκελετό. Η επιλογή του σημείου στήριξης και περιστροφής "διαιρούσε" τον βραχίονα σε δύο τμήματα: στο μεγαλύτερου μήκους οπίσθιο, στο άκρο του οποίου κρεμόταν μια κάλαθος μέσα στην οποία τοποθετούνταν τα βλήματα, και στο μικρότερου μήκους εμπρόσθιο, στο άκρο του οποίου υπήρχαν σχοινιά τα οποία τραβούσε συγχρονισμένα μια ομάδα ανδρών. Μετά την τοποθέτηση του βλήματος οι χειριστές τραβούσαν απότομα προς τα κάτω το εμπρόσθιο άκρο του βραχίονα, αναγκάζοντάς τον να περιστραφεί εκτοξεύοντας το βλήμα. Μια περισσότερο εξελιγμένη έκδοση της μηχανής αυτής παρουσιάστηκε λίγο μετά στην Περσία και κατά τα τέλη του 12ου αιώνα εμφανίστηκε και στην Ευρώπη. Στην τελευταία η μηχανή εξελίχθηκε και βελτιώθηκε περισσότερο, με την αντικατάσταση των ανδρών από αντίβαρα. Κατά τα τέλη του 14ου αιώνα η εισαγωγή των πυροβόλων άρχισε να εκτοπίζει το όπλο αυτό, το οποίο όμως παρέμεινε σε χρήση αρκετά χρόνια μετά την εισαγωγή των πυροβόλων. Ως μηχανή ήταν φθηνή, απλή στην κατασκευή, μπορούσε να εκτοξεύει λίθους και άλλα βλήματα μεγάλου βάρους και ήταν αξιόπιστη (σε αντίθεση με τα πρώτα πυροβόλα, τα οποία αποτελούσαν αρχικά συμπλήρωμα των παλαιότερων πολιορκητικών μηχανών). [18]
Όμως οι πρόοδοι στη σύνθεση της πυρίτιδας και στις μεταλλουργικές τεχνικές γρήγορα επέτρεψαν την κατασκευή πυροβόλων τα οποία μπορούσαν να βάλλουν βαρύτερα βλήματα σε μεγαλύτερες αποστάσεις και η επικράτησή τους οριστικοποιήθηκε μετασχηματίζοντας ριζικά το "πρόσωπο του πολέμου". Στρατιώτες του Γαλλικού στρατού που χρησιμοποιούν καταπέλτη για την εκσφενδόνιση χειροβομβίδων. (Α' Παγκόσμιος Πόλεμος) Κατά το δεύτερο ήμισυ του 15ου αιώνα το trebuchet, ο τελευταίος εκπρόσωπος της οικογένειας των καταπελτών, αποσύρθηκε, σηματοδοτώντας το τέλος μιας τεχνολογίας αλλά και μιας ολόκληρης εποχής. [19]
Κεφάλαιο 5. Αρχή λειτουργίας Για να λειτουργήσει ο καταπέλτης, το βέλος ή το ακόντιο τοποθετούνταν επάνω στη σύριγγα με την αιχμή προς τον ορθοστάτη και με το πίσω άκρο στο κέντρο της χορδής. Έπειτα τεντώνονταν η χορδή προς την κατακλείδα με τη βοήθεια κυρίως του στρομφάλου, ενώ κάμπτονταν συγχρόνως και οι δύο βραχίονες του τόξου. Σε ορισμένη στιγμή με κίνηση της κατακλείδας, η χορδή αφήνονταν ελεύθερη. Έτσι επανέρχονταν τόσο η χορδή, όσο και οι δύο βραχίονες στην αρχική θέση τους με ορμή και το βλήμα εξακοντίζονταν σε απόσταση με ισχυρότατη διατρητική δύναμη. Ο καταπέλτης είναι ένα είδος μοχλού. Οι μοχλοί ήταν πιθανό τα πρώτα είδη μηχανισμού που χρησιμοποίησε ο άνθρωπος για τη μετακίνηση μεγάλων αντικειμένων. Είναι πολύ χρήσιμοι γιατί μπορούμε να μετακινήσουμε μεγάλα φορτία καταβάλλοντας μικρή προσπάθεια. Ο καταπέλτης ουσιαστικά λειτουργεί σαν μία τραμπάλα. Αν έχετε ένα βαρύ άτομο στο ένα άκρο της τραμπάλας και ένα ελαφρύ άτομο στο άλλο άκρο, το ελαφρύ άτομο θα κινηθεί προς τα πάνω. [20]
Εάν τοποθετήσετε το βαρύ άτομο κοντά στον άξονα στο ένα άκρο και ένα πολύ ελαφρύ πρόσωπο στο άλλο άκρο, το ελαφρύ πρόσωπο θα ανεβεί πολύ περισσότερο προς τα πάνω απ ότι το βαρύ άτομο μετακινείται προς τα κάτω. Ο καταπέλτης Trebuchet ουσιαστικά λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο, με μια μικρή προσθήκη, αυτή της σφεντόνας. Η σφεντόνα αρχίζει να περιστρέφεται γύρω από τον βραχίονα, καθώς κινείται μαζί του. Αυτό σημαίνει ότι όσο απελευθερώνει το βλήμα, κινείται ταυτόχρονα μαζί με τον βραχίονα και γύρω από αυτόν, κι έτσι καταλήγει να κινείται με διπλάσια ταχύτητα από το βραχίονα. Η εμβέλεια του καταπέλτη αυξάνεται σημαντικά ανάλογα με το μήκος του σχοινιού της σφεντόνας. Ο καταπέλτης Trebuchet λειτουργεί με τη δυναμική ενέργεια του βάρους. [21]
Το βάρος πέφτει σηκώνοντας το ένα άκρο του βραχίονα. Το βλήμα κινείται μαζί με το βραχίονα και περιστρέφεται γύρω από αυτόν. Η περιστρεφόμενη σφεντόνα και ο κινούμενος βραχίονας συνεργάζονται για να κάνουν το βλήμα να κινηθεί πολύ γρήγορα και να εκτοξευθεί με ορμή προς το τείχος του κάστρου. Οι καταπέλτες trebuchet μπορούσαν να εκτινάξουν μία πέτρα 100 kg σε απόσταση 300 μ, αλλά ορισμένοι από αυτούς κατασκευάστηκαν για να εκτοξεύουν 300 kg ή ακόμη και 800 kg πετρωμάτων σε απόσταση πολλών εκατοντάδων μέτρων. Και επειδή μπορούσαν να επαναλάβουν την ίδια λειτουργία με μεγάλη ακρίβεια, τοποθετώντας το βλήμα στο ίδιο σημείο κάθε φορά και χρησιμοποιώντας το ίδιο αντίβαρο, μπορούσαν να χτυπήσουν το ίδιο σημείο του τείχους ξανά και ξανά μέχρι να καταρρεύσει. [22]
Κεφάλαιο 6. Χρησιμότητα του καταπέλτη για τον άνθρωπο και τη κοινωνία Ο άνθρωπος σε όλα τα στάδια της εξέλιξής τους έφτιαχνε εργαλεία και μηχανές με σκοπό την καλυτέρευση της ποιότητας της ζωής του. Ο προϊστορικός άνθρωπος αρχικά χρησιμοποιούσε πέτρες για να κόβει τους καρπούς και αργότερα τις έκανε πιο αιχμηρές για να σκοτώνει τα ζώα. Στη συνέχεια κατασκεύασε μηχανές πολέμου όχι μόνο για να επιτεθεί αλλά και για να αμυνθεί. Μια τέτοια μηχανή ήταν ο καταπέλτης. Οι καταπέλτες διαφόρων τύπων αποτέλεσαν μια από τις μακροβιότερες κατηγορίες όπλων. Η χρήση τους κάλυψε μια χρονική περίοδο που υπερβαίνει τα 2.000 χρόνια. Η τελειοποίηση των μηχανών αυτών, η οποία συντελέσθηκε κατά τους ελληνιστικούς και τους ρωμαϊκούς χρόνους, οφείλεται στην ιδιοφυία Ελλήνων, κυρίως, μαθηματικών και μηχανικών. Η χρήση πολιορκητικών μηχανών εκτόξευσης βλημάτων κάθε είδους εκτείνεται σε βάθος χρόνου που υπερβαίνει τις δύο χιλιετίες, αρχίζοντας από την εποχή των Ασσυρίων (1000-700 π.χ.) και φθάνοντας μέχρι τον ύστερο μεσαίωνα (15ος αιώνας μ.χ.). Ο καταπέλτης ήταν μια φονική μηχανή με την οποία οι πολιορκητές καταλάμβαναν πόλεις για να μεγαλώσουν την αυτοκρατορία τους και οι αμυνόμενοι τον είχαν σαν ένα αποτελεσματικό μέσο για να απωθήσουν τους κατακτητές. Εξαιτίας τους όχι μόνο χάθηκαν, αλλά και σώθηκαν πολλές ζωές. Ως εκ τούτου δεν θεωρείται μόνο μηχανή θανάτου, αλλά και σωτήριο όπλο. Με την εξέλιξή του στην πάροδο του χρόνου ο καταπέλτης συνεχίζει να είναι πιο καταστροφικός αλλά και πιο σωτήριος. Στη σύγχρονη μορφή του ο καταπέλτης (τανκ) εκτοξεύει από οβίδες και πυραύλους μέχρι βόμβες πολλών τόνων. [23]
Κεφάλαιο 7. Κατάλογος υλικών και εργαλείων ΠΙΝΑΚΑΣ ΥΛΙΚΩΝ: 1. Καδρονάκια διαστάσεων: 15 x 15 mm συνολικού μήκους 150 cm περίπου. 2. Ξύλινοι άξονες διαμέτρου Φ 5 mm συνολικού μήκους 60 cm περίπου. 3. 1 ξύλινο δίσκο διαμέτρου Φ 40 mm 4. λάστιχο μήκους 50 cm 5. 2 ροδέλες Μ5 6. 1 νοβοπανόβιδα 3 x 20 mm 7. 1 ελαστικό δακτύλιο ΠΙΝΑΚΑΣ ΕΡΓΑΛΕΙΩΝ: 1. Χάρακας 2. Μέγγενη 3. Σέγα 4. Ξύστρα 5. Σφυρί 6. Πένσα 7. Πιστόλι σιλικόνης 8. Τρυπάνι 9. Κατσαβίδι [24]
Κεφάλαιο 8. Κόστος κατασκευής Υλικό Ποσότητα Τιμή μονάδας* Μερικό Κόστος Υλικού ** Καδρόνι 15 x 15 mm 10 1,3 13 Ξύλινοι άξονες διαμέτρου Φ 6 1,1 6,6 5 mm ξύλινο δίσκο διαμέτρου Φ 40 mm 1 0,6 0,6 λάστιχο μήκους 50 cm 1 0,5 0,5 ροδέλες Μ5 2 0.1 0.2 νοβοπανόβιδα 3 x 20 mm 1 0,2 0,2 ελαστικό δακτύλιο 1 0.5 0,5 Σύνολο Κόστους 21,6 [25]
Κεφάλαιο 9. Βιβλιογραφία http://eclass.sch.gr/modules/document/document.php?course=g1431100&open Dir=/551553ebbny1 http://molonlabedefence.blogspot.gr/2013/04/blog-post.html http://7gymlaris.lar.sch.gr/ergasies/katapeltis.htm#vi%ce%99._%ce%91%ce%a1%ce%a7%ce%9 5%CE%A3_%CE%9B%CE%95%CE%99%CE%A4%CE%9F%CE%A5%CE%A1%CE%93 %CE%99%CE%91%CE%A3_%CE%A4%CE%9F%CE%A5_%CE%9A%CE%91%CE%A4 %CE%91%CE%A0%CE%95%CE%9B%CE%A4%CE%97_ http://el.wikipedia.org/wiki/%ce%9a%ce%b1%cf%84%ce%b1%cf%80%ce%ad%ce %BB%CF%84%CE%B7%CF%82 http://www.livepedia.gr/content-providers/periskopio/panzer/341katapeltes.pdf [26]
Λευτέρης Κακάμπουρας Αλεξόπουλος Τεχνολογία Τμήμα Α1-5 ου Γυμνασίου Μυτιλήνης 2014-2015 2015 Υπεύθυνος Καθηγητής: κος Δημοσθένης Ξενιτέλλης [27]