Costruire una balista romana — Il lanciatore di dardi a torsione

Le baliste erano progettate secondo un sistema proporzionale basato sul calibro (D), il diametro del foro che contiene il fascio di molle a torsione. Per un lanciadardi, Vitruvio (De Architectura X.10) fa corrispondere il foro a un nono della lunghezza del dardo. Per un dardo di 60 cm questo dà D = 60 ÷ 9 ≈ 6,7 cm (67 mm). Tutte le altre dimensioni del telaio in questo progetto derivano da questa misura del calibro. (La regola della radice cubica, D = 1,1 × ∛(100 × peso del proiettile in mine), vale per i lanciapietre, non per i lanciadardi.)

Il telaio della balista è composto da due montanti verticali (fiancate) e da una traversa orizzontale (trasversale) che formano una struttura a U, più un canale sporgente (il canale di tiro) lungo la linea centrale. Tutte le travi strutturali sono ricavate da legno duro denso e privo di nodi — frassino, quercia o olmo. L'altezza dei montanti è 7× il calibro (7D = circa 47 cm nel nostro esempio). La larghezza complessiva del telaio è 6,5D da esterno a esterno. Il canale di tiro è lungo 18D, fissato al centro della traversa e si estende in avanti. Realizzare tutti i giunti a mortasa e tenone e rinforzarli con cinghie e bulloni in ferro — il telaio subirà violente forze d'urto a ogni colpo e non deve flettersi né allentarsi.

I modiglioni delle molle a torsione (modioli) sono scatole di legno rettangolari, uno su ciascun lato del telaio, ognuna delle quali contiene un foro verticale di diametro D (il calibro) attraverso il quale passa il fascio di molle. Il modiglione è costituito da due pesanti piastre di legno (il capitello e la piastra di base di ciascun telaio della molla, ciascuna spessa circa 3D) collegate da due montanti verticali della cassa della molla. Delle piastre di rinforzo in ferro rivestono l'interno del foro della molla per impedire che il legno si spacchi sotto l'enorme forza di torsione. Forare verticalmente il foro della molla attraverso il modiglione assemblato, utilizzando una trivella del diametro corretto al calibro. I due modiglioni delle molle devono essere montati simmetricamente sul telaio principale: qualsiasi asimmetria produce un tiro asimmetrico.

Infilare il materiale della molla di torsione (cordone di tendine, corda di crine di cavallo o corda di lino resistente come sostituto moderno) attraverso i fori della molla con avvolgimenti a otto, riempiendo il foro di calibro fino a quando il fascio risulta compatto. Il tendine animale è il materiale originale. Avvolgere materiale sufficiente a riempire saldamente il foro di calibro una volta completati tutti gli avvolgimenti.

Ogni fascio di molle riceve un braccio di lancio — un braccio a leva rigido in legno duro di circa 8D di lunghezza (54 cm per il nostro calibro), 1,5D di larghezza e 1D di spessore. Il braccio viene inserito orizzontalmente attraverso il fascio di molle a metà altezza del fascio. I due bracci su ciascun lato del telaio sporgono quindi verso l'interno, in direzione della linea centrale dell'arma. Nella posizione di riposo (scarica), entrambi i bracci sono tirati in avanti dalla tensione della molla, puntando verso la parte anteriore dell'arma con un'inclinazione di circa 20–30 gradi rispetto alla verticale. Quando viene armata, i bracci vengono tirati all'indietro con un argano finché puntano verso la parte posteriore: questa è la posizione di energia immagazzinata.

In cima e in fondo a ciascun foro della molla, montare un disco rotante (epizygis) attorno al quale si avvolge il fascio di molle. Il disco presenta fori perimetrali (circa 16–20 fori sulla circonferenza) che si allineano con un perno di bloccaggio fisso sul telaio. Ruotando il disco di una posizione di foro si torce l'intero fascio di molle di un incremento pari a un foro, aumentando la tensione. Montare un dispositivo a cricco in modo che il disco non possa svolgersi sotto carico: un dente di ferro caricato a molla si inserisce nei fori perimetrali. Per regolare la tensione: rilasciare il dente, ruotare il disco della quantità desiderata con una leva di ferro e lasciare che il dente si reinserisca. Questo meccanismo consente di regolare individualmente ciascuna molla per ottenere una tensione uguale su entrambi i lati, requisito essenziale per un dardo che voli diritto.

Collegare le due punte dei bracci con una corda per arco corta e molto resistente, di tendini ritorti o di spago di lino spesso. La corda collega le due punte dei bracci ed è l'interfaccia diretta tra il meccanismo a molla e il dardo. La corda deve essere abbastanza corta da raggiungere facilmente da una punta dei bracci all'altra quando i bracci sono nella posizione di tiro (in avanti), ma abbastanza lunga da non essere sotto tensione in quella posizione: tutta la tensione deriva dalle molle di torsione, non dalla geometria della corda. La linea centrale della corda deve trovarsi esattamente lungo la linea centrale della canaletta di tiro. Fissare la corda con ganci di ferro o intagli ricavati nelle punte dei bracci: quando è caricata, la corda sopporta una forza di trazione di diverse centinaia di chilogrammi e non deve scivolare.

Armare la balista (tirare la corda dell'arco dalla posizione di riposo alla posizione armata contro la resistenza della molla) richiede un vantaggio meccanico: anche una balista piccola necessita di 200–400 kg di forza. Costruire un meccanismo a argano: un asse orizzontale (l'epagogeus) con una manovella da un lato e un tamburo a cricco dall'altro, montato su staffe nella parte posteriore del canale di tiro. Una fune o catena dal tamburo collega un artiglio (il chelonium — 'tartaruga') che afferra la corda dell'arco. Girando la manovella, la corda dell'arco viene tirata indietro lungo il canale fino alla posizione di scatto, mentre il cricco trattiene il carico ad ogni incremento. Il vantaggio meccanico dell'argano (rapporto tra raggio della manovella e raggio del tamburo di circa 4:1) riduce lo sforzo dell'operatore a un valore gestibile di 50–100 kg.

Il grilletto (katastates) trattiene la corda dell'arco caricata e la rilascia in modo pulito quando l'operatore lo comanda. Il progetto più semplice ed efficace è un gancio di ferro girevole montato in una fessura nel canale di tiro: il gancio si innesta in un anello della corda quando è caricato e si sgancia quando l'operatore tira una leva che ruota il gancio verso il basso nella fessura. Lo scatto deve essere assolutamente sicuro sotto il carico di tensione della molla, ma rilasciare in modo pulito e istantaneo: qualsiasi esitazione permette alla corda di strisciare contro il gancio, spingendo il dardo lateralmente e causando un tiro impreciso. Testate lo scatto a vuoto (senza dardo) più volte prima del caricamento per garantire un rilascio affidabile e costante.

Il canale di tiro è un solco a forma di U che guida il dardo dalla sua posizione di riposo, al grilletto, fino alla bocca dell'arma. Il canale deve essere perfettamente dritto: qualsiasi curva o torsione devia il dardo. Rivestire il canale con una scanalatura liscia, appena abbastanza larga da accogliere il fusto del dardo (circa 25–30 mm per un dardo standard). La scanalatura deve essere esattamente centrata sulla larghezza del canale, in modo che la corda tocchi il calcio del dardo in modo perfettamente centrale. Levigare la scanalatura con uno scalpello e una pietra arenaria e rivestirla con sego o cera d'api per ridurre l'attrito. Il dardo deve appoggiare nella scanalatura solo per effetto della gravità: non montare alcun fermo di ritenuta che possa interferire con la partenza del dardo.

Le balliste da campo erano montate su una base di legno che consentiva la rotazione in azimut (puntamento orizzontale) e la regolazione dell'elevazione. Costruire una semplice base girevole: una pesante piattaforma inferiore (fissa) con una piattaforma superiore rotante (che ruota su un perno di ferro attraverso il centro). Il telaio dell'arma viene imbullonato sulla piattaforma superiore. Per la regolazione dell'elevazione, il telaio dell'arma ruota su un asse orizzontale nella parte posteriore del telaio inferiore: alzando o abbassando la parte anteriore si modifica l'elevazione. Dei cunei di bloccaggio mantengono l'elevazione una volta impostata. Anche i supporti delle balliste romane incorporavano un mirino: un semplice perno di ferro all'estremità della volata e una tacca a V nella posizione dell'operatore, che permetteva di acquisire il bersaglio in modo ripetibile.

I dardi per balista sono più corti e più pesanti delle frecce — circa 60–75 cm di lunghezza, con un diametro del fusto di 25–30 mm. Il fusto viene tornito o spaccato da legno di frassino a venatura dritta. Alla punta, martellate una punta piramidale di ferro di circa 8 cm di lunghezza e fissatela a pressione sul fusto, assicurandola con rivetti di ferro o filo di ferro avvolto. Alla coda, ricavate tre o quattro alette di impennaggio da legno rigido o da lamina di bronzo — non di penne, troppo fragili per la violenza della balista — e incollatele e legatele al fusto a intervalli di 120 gradi. Il dardo deve essere perfettamente dritto quando viene fatto rotolare su una superficie piana. Qualsiasi imperfezione causerà una traiettoria irregolare a vite durante il volo. Un dardo di qualità per balista con punta di ferro pesa circa 150–200 grammi.

Allestire in un campo aperto con una gittata libera minima di 200 metri. Impostare entrambe le molle di torsione sulla stessa posizione di tensione sugli anelli a cricco (stesso numero di tacca, contato dalla posizione di tensione zero). Armare l'arma, collocare un dardo nella canaletta, mirare a un bersaglio fisso a 100 metri e sparare. Annotare dove colpisce il dardo: se va a destra, la molla sinistra ha più tensione; se va a sinistra, aumentare la molla sinistra o diminuire la molla destra di una posizione a cricco. Regolare la tensione delle molle con incrementi uguali su entrambi i lati per aumentare o diminuire la potenza. Registrare la gittata e la dispersione a ogni impostazione delle molle nel corso di alcuni colpi di prova per stabilire lo zero.