Rómverska bolluvopnið — boltakastari knúinn snúningsfjöðrun

Ballistae voru hannaðar eftir hlutfallskerfi byggðu á kalíberinu (D), þvermáli gatsins sem heldur snúningsfjaðrabúntinu. Fyrir bolta-kastvél gerir Vitruvius (De Architectura X.10) gatið að einum níunda af lengd boltans. Fyrir bolta sem er 60 cm gefur þetta D = 60 ÷ 9 ≈ 6,7 cm (67 mm). Allar aðrar rammavíddir í þessari teikningu miðast við þetta eina kalíbermál. (Tengingarreglan með rúmmálsrót, D = 1,1 × ∛(100 × skotþyngd í minae), á við um steinkastvélar, ekki bolta-kastvélar.)

Grind bálkastkúlu (ballista) samanstendur af tveimur lóðréttum stoðum (hliðarplötum) og láréttri þverslá (transsom) sem mynda U-lögun, auk útstæðs rennu (skotrásarinnar) eftir miðlínu. Allir burðarviðir eru skornir úr þéttum, hnútalausum harðviði – ask, eik eða alm. Hæð stoðanna er 7× kaliber (7D = u.þ.b. 47 cm í dæminu okkar). Heildarbreidd grindarinnar er 6,5D, mæld utan frá og út. Skotrennan er 18D löng, fest við miðju þverslárinnar og liggur fram á við. Festið allar samskeyti með gati og tappa (mortise-and-tenon) og styrkið með járnböndum og boltum – grindin verður fyrir heiftarlegum höggkröftum í hverju skoti og má hvorki bogna né losna.

Snúningsfjaðrahúsin (modioli) eru ferhyrndir trékassar, eitt hvoru megin við rammann, og hvert þeirra inniheldur lóðrétt gat með þvermál D (kaliber) sem fjaðrabúntið fer í gegnum. Húsið samanstendur af tveimur þungum trékubbum (höfuðplatan og grunnplatan á hvorum fjaðramma, hvor um sig um 3D þykk) tengdum með tveimur lóðréttum stoðum fjaðrakassans. Járnstyrkingarplötur klæða innra byrði fjaðragatsins til að koma í veg fyrir að viðurinn klofni undir gríðarlegum snúningskraftinum. Borið fjaðragatið lóðrétt í gegnum samsetta húsið með bor af réttu kaliberþvermáli. Fjaðrahúsin tvö verða að vera fest samhverft á aðalrammann — hvers konar ósamhverfa veldur ósamhverfu kasti.

Þræddu snúningsfjaðraefnið (sinaþráð, taglsreip eða sterkt línreip sem nútímaleg staðgengill) í gegnum fjaðragötin í áttutölu-beygjum, og fylltu kalíberholið þar til búntið er þétt pakkað. Dýrasinar eru upprunalega efnið. Vefðu nægilegu efni til að fylla kalíberholið þétt þegar allar umferðir eru komnar á sinn stað.

Hver fjaðrabúnt tekur við einum kastarmi — beinum harðviðararmi sem er um 8D að lengd (54 cm fyrir okkar kaliber), 1,5D á breidd og 1D á þykkt. Armurinn er settur lárétt í gegnum fjaðrabúntið við miðhæð búntsins. Armarnir tveir á hvorri hlið rammans teygja sig þannig inn á við í átt að miðlínu vopnsins. Í hvílustöðu (óhlaðinni) eru báðir armarnir dregnir fram á við af spennu fjaðranna og vísa að framhlið vopnsins í um 20–30 gráðu horni frá lóðréttu. Þegar vopnið er spennt eru armarnir dregnir aftur á bak þar til þeir vísa aftur — þetta er geymda orkustaðan.

Efst og neðst í hverju gormagati skal festa snúningsskífu (epizygis) sem gormbúntið vefst um. Skífan hefur jaðarholur (u.þ.b. 16–20 göt umhverfis jaðarinn) sem samræmast föstum læsipinna á grindinni. Með því að snúa skífunni um eitt gat snýst allt gormbúntið um eitt gatabil og spennan eykst. Setjið upp skralbúnað svo skífan geti ekki losnað undir álagi: gormhlaðin járnsperra smellur ofan í jaðarholurnar. Til að stilla spennu: losið sperruna, snúið skífunni þá vegalengd sem óskað er með járnlyftistöng og leyfið sperrunni að grípa aftur. Þessi búnaður gerir kleift að stilla hvern gorm fyrir sig þannig að jöfn spenna sé á báðum hliðum, sem er nauðsynlegt fyrir bolta sem flýgur beint.

Tengdu oddana á tveimur örmunum með stuttum, mjög sterkum bogastreng úr snúnum sinum eða þykkri línsnúru. Strengurinn tengir oddana á örmunum tveimur og er beint tengiflötur milli gormbúnaðarins og boltans. Strengurinn verður að vera nógu stuttur til að ná auðveldlega frá öðrum armoddanum til hins þegar armarnir eru í skotstöðu (fram), en nógu langur til að vera ekki spenntur í þeirri stöðu — öll spennan kemur frá snúningsgormunum, ekki rúmfræði strengsins. Miðlína strengsins verður að liggja nákvæmlega eftir miðlínu skotrennunnar. Festu strenginn með járnkrókum eða raufum sem skornar eru í armoddana — strengurinn er undir nokkur hundruð kílóa togkrafti þegar hann er spenntur og má ekki renna til.

Að spenna bogaskotvélina (ballista) (draga bogastrenginn úr hvíldarstöðu í spennta stöðu gegn mótstöðu gormsins) krefst vélræns afls. Jafnvel lítil ballista þarfnast 200–400 kg krafts. Smíðið vindubúnað: lárétt öxul (epagogeus) með sveifarhandfangi öðrum megin og sperrutromlu hinum megin, festan í festingum aftast í skotrennunni. Reipi eða keðja frá tromlunni tengist kló (chelonium, „skjaldbaka“) sem grípur um bogastrenginn. Með því að snúa sveifinni er bogastrengnum dregið aftur eftir rennunni að kveikjustöðu, og sperran heldur álaginu við hvert skref. Vélrænt afl vindunnar (hlutfall radíuss handfangs og radíuss tromlu um 4:1) lækkar áreynslu stjórnandans niður í viðráðanlega 50–100 kg.

Kveikjan (katastates) heldur spenntri bogastrengnum og sleppir honum hreinlega þegar stjórnandinn gefur skipun. Einfaldasta og áhrifaríkasta hönnunin er snúanlegur járnkrókur festur í rauf í skotrennunni. Krókurinn grípur í lykkju á bogastrengnum þegar hann er spenntur og sleppir þegar stjórnandinn togar í stöng sem snýr króknum niður í raufina. Kveikjan verður að vera algjörlega traust undir álagi gormsspennunnar en sleppa samt hreint og samstundis. Hvers kyns töf gerir að verkum að strengurinn nuddast við krókinn, ýtir bolta til hliðar og veldur ónákvæmu skoti. Prófið kveikjuna þurra (án bolta) oft áður en hlaðið er, til að tryggja áreiðanlega og jafna losun.

Skotrennan er U-laga rás sem leiðir boltann frá hvílustöðu hans við gikkinn að hlaupmunna vopnsins. Rennan verður að vera fullkomlega bein, því hvers kyns beygja eða snúningur beinir boltanum af leið. Klæddu rennuna með sléttri rauf sem er rétt nógu breið til að taka við skafti boltans (u.þ.b. 25–30 mm fyrir venjulegan bolta). Raufin verður að vera nákvæmlega miðjuð á breidd rennunnar svo bogastrengurinn snerti botn boltans fullkomlega miðlægt. Sléttaðu raufina með meitli og brýnisteini og berðu á hana tólg eða býflugnavax til að lágmarka núning. Boltinn hvílir í raufinni eingöngu fyrir þyngdarafl. Ekki festa neina smellu eða klemmu sem gæti truflað boltann þegar hann þýtur af stað.

Vettvangsballistur voru festar á trégrind sem leyfði snúning í azimút (láréttri miðun) og stillingu hæðar. Smíðaðu einfaldan snúningsgrunn: þungan neðri pall (fastan) með snúanlegum efri palli sem snýst á járnpinna gegnum miðjuna. Vopnagrindin er boltuð á efri pallinn. Til að stilla hæð snýst vopnagrindin á láréttum öxli aftast á neðri grindinni — með því að hækka eða lækka framendann breytist hæðarhornið. Læsingarkílar halda hæðinni þegar hún hefur verið stillt. Rómverskar ballistufestingar höfðu einnig miðunarbúnað: einfaldur járnpinni við trjónuendann og V-rauf á stað stjórnandans, sem gerir kleift að ná endurteknu miði á skotmark.

Ballista-boltar eru styttri og þyngri en örvar — u.þ.b. 60–75 cm langir, með skafti sem er 25–30 mm í þvermál. Skaftið er rennt eða klofið úr beinvöxnum askiviði. Við oddinn er smíðaður járnoddur í pýramídalögun, u.þ.b. 8 cm langur, og hann er þrýstipassaður á skaftið, tryggður með járnnöglum eða vafinn járnvír. Við endann eru skornir þrír eða fjórir stýrisfjaðrir úr stífum við eða bronsplötu — ekki fiðri, sem er of viðkvæmt fyrir ofbeldi ballistunnar — og þeir eru límdir og bundnir við skaftið með 120 gráðu millibili. Boltinn verður að vera fullkomlega beinn þegar hann er rúllaður á sléttum fleti. Hvers kyns skekkja veldur því að hann snýst óreglulega í flugi eins og skrúfa. Vandaður ballista-bolti með járnoddi vegur u.þ.b. 150–200 grömm.

Settu upp á opnu svæði með að lágmarki 200 metra hreinu skotsviði. Stilltu báða snúningsgormana á sömu spennustöðu á sperrihringjunum (sama raufanúmer, talið frá núllspennustöðu). Spenntu vopnið, settu bolta í rennuna, miðaðu á stöðugt skotmark í 100 metra fjarlægð og skjóttu. Athugaðu hvar boltinn lendir — ef hann fer til hægri hefur vinstri gormurinn meiri spennu; ef hann fer til vinstri skaltu auka vinstri gorminn eða minnka hægri gorminn um eina sperrustöðu. Stilltu gormspennu um jafnar þrepaeiningar beggja vegna til að auka eða minnka afl. Skráðu drægni og dreifingu við hverja gormstillingu yfir nokkur prufuskot til að koma á núllstillingu.