ローマのバリスタを作る — ねじり力で矢を放つ投射機

バリスタは、トーションスプリング束を収める穴の直径である口径（D）を基準とした比例システムに基づいて設計されていた。ボルト発射機について、ウィトルウィウス（『建築書』X.10）は穴の直径をボルト長の9分の1とした。長さ60 cmのボルトの場合、D = 60 ÷ 9 ≈ 6.7 cm（67 mm）となる。本設計図の他のすべてのフレーム寸法は、この一つの口径の測定値から比例して算出される。（立方根則、D = 1.1 × ∛(100 × 射出物の重量（ミナエ単位）)は、ボルト発射機ではなく石弾発射機に用いられるものである。）

バリスタのフレームは、U字形を成す2本の垂直な支柱（側板）と水平な横桁（トランサム）、そして中心線に沿って前方に突き出した溝（発射溝）から構成される。すべての構造材は、緻密で節のない広葉樹（トネリコ、オーク、またはニレ）から切り出す。支柱の高さは口径の7倍（7D、本例では約47 cm）とする。フレーム全体の幅は外側から外側まで6.5Dとする。発射溝は長さ18Dとし、横桁の中央に取り付けて前方へ延ばす。すべての継手はほぞ組みとし、鉄製の帯金と締め付けボルトで補強すること。フレームは発射のたびに激しい衝撃力を受けるため、たわみや緩みが生じてはならない。

ねじりバネの筐体（モディオリ）は、フレームの両側にそれぞれ1つずつ配置された長方形の木製の箱で、直径D（口径）の垂直の穴があり、そこをバネの束が通ります。筐体は、各バネフレームの柱頭板と台板である2枚の重厚な木製板（それぞれ厚さ約3D）が、バネ箱の2本の垂直な支柱で連結された構造です。巨大なねじり力の下で木材が割れるのを防ぐため、バネ穴の内側には鉄製の補強板を張ります。組み立てた筐体を貫いて、正しい口径のオーガーでバネ穴を垂直に穿孔します。2つのバネ筐体は主フレームに左右対称に取り付けなければなりません。わずかでも非対称があると、投射に偏りが生じます。

トーションスプリングの材料（腱の紐、馬の尾毛のロープ、または現代の代用品として丈夫な麻のロープ）を、バネ穴に8の字状に通し、口径の穴が隙間なく詰まるまで束を密に充填してください。元の材料は動物の腱です。すべての巻きが入ったときに、口径の穴をしっかり満たすのに十分な量の材料を巻いてください。

各スプリングバンドルには投擲アームが1本取り付けられます。これは直線状の硬材製レバーアームで、長さは約8D（当機の口径では54 cm）、幅1.5D、厚さ1Dです。アームはスプリングバンドルの中央高さで水平に挿入されます。このため、フレームの両側にある2本のアームは、兵器の中心線に向かって内側へ突き出す形になります。休止位置（無負荷時）では、両アームともスプリングの張力によって前方へ引かれ、垂直から約20〜30度の角度で兵器の前方を向いています。コッキング時には、アームが後方を向くまでウインチで後ろへ引き戻されます。この状態が蓄積エネルギーの位置です。

各スプリング穴の上下に、スプリングの束を巻き付ける回転ディスク（エピジギス）を取り付けます。ディスクの外周には穴（円周上に約16～20個）があり、フレーム上の固定ロックピンと位置が合うようになっています。ディスクを穴1つ分回転させると、スプリング束全体が1穴分ねじられ、張力が増加します。荷重がかかってもディスクが戻らないよう、ラチェット機構を取り付けます。バネ式の鉄製ポール（爪）が外周の穴に落ち込む仕組みです。張力を調整するには、ポールを解放し、鉄製のレバーでディスクを必要な量だけ回転させ、ポールを再び噛み合わせます。この機構により、各スプリングを個別に調整して両側の張力を均等にすることができ、これは直進する矢にとって不可欠です。

ねじった腱または太い麻糸で作られた、短くて非常に強い弦で両方の腕の先端を接続します。弦は両腕の先端をつなぎ、バネ機構と矢（ボルト）を直接つなぐ接点となります。弦は、腕が発射位置（前方）にあるときに一方の腕の先端からもう一方へ容易に届く程度に短く、かつその位置では張力がかからない程度に長くなければなりません。すべての張力はねじりバネから生じ、弦の形状によるものではありません。弦の中心線は、射出溝の中心線にちょうど沿っていなければなりません。弦は、腕の先端に刻まれた鉄製のフックまたは切り欠きを用いて取り付けてください。弦は装填時に数百キログラムの引張力を受けるため、滑ってはなりません。

バリスタを装填する（スプリングの抵抗に逆らって弓弦を休止位置から装填位置まで引く）には機械的な利点が必要で、小型のバリスタでも200～400kgの力が必要です。巻き上げ機構を組み立ててください。後方の射撃溝の後部でブラケットに取り付けた水平の軸（エパゴゲウス）の一方にクランクハンドル、もう一方にラチェットドラムを備えます。ドラムからのロープまたはチェーンは、弓弦を掴むクロー（ケロニウム、「亀」の意）に接続します。クランクを回すと、弓弦は溝に沿って引き戻され、トリガー位置まで移動し、ラチェットが各段階で荷重を保持します。巻き上げ機の機械的利点（ハンドル半径とドラム半径の比が約4:1）により、操作者の労力は50～100kgという扱いやすい水準に抑えられます。

トリガー（katastates）は引き絞られた弦を保持し、操作者の指示に応じてきれいに解放します。最も単純で効果的な設計は、射撃用の溝（トラフ）のスロットに取り付けられた回転式の鉄製フックです。フックは弦を引き絞った際に弦のループに掛かり、操作者がレバーを引くと、フックが回転してスロット内へ下がり、解放されます。トリガーはばね張力の負荷がかかっても完全に確実でなければならず、同時にためらいなく瞬時にきれいに解放される必要があります。少しでも遅れると弦がフックに擦れてボルトを横に押し出し、命中精度が損なわれます。装填の前に、ボルトなしで空射ちのテストを何度も行い、確実で安定した解放を確認してください。

射撃用トラフは、トリガー位置の静止状態から武器の銃口までボルトを導くU字型の溝です。トラフは完全にまっすぐでなければならず、わずかな曲がりやねじれでもボルトが逸れます。標準的なボルトの軸を受け入れられる程度の、滑らかな溝をトラフに施してください（標準的なボルトで約25～30 mm）。溝はトラフの幅の中央に正確に配置し、弦がボルトの尾部に完全に中央で接触するようにしてください。のみと砥石で溝を滑らかに仕上げ、摩擦を最小限にするために獣脂または蜜蝋を塗ってください。ボルトは重力のみで溝内に載せ、ボルトの発射を妨げるおそれのある固定クリップは取り付けないでください。

野戦用のバリスタは、方位角（水平方向の照準）の回転と仰角調整を可能にする木製の台座に取り付けられていた。簡単なトラバース台を作る：固定された重厚な下部台座と、その中心を通る鉄製のピンを軸に回転する上部台座を用意する。兵器のフレームは上部台座にボルトで固定する。仰角調整のためには、兵器フレームを下部フレーム後端の水平な車軸を中心に回転させ、前部を上下させることで仰角を変える。仰角は一度設定したら、くさびで固定して保持する。ローマ式バリスタの台座には照準器も組み込まれていた。銃口側の簡単な鉄製ピンと、操作者の位置にあるV字型のノッチであり、これにより目標を繰り返し正確に捉えることができた。

バリスタのボルトは矢よりも短く重く、長さは約60〜75cm、軸の直径は25〜30mmです。軸は木目のまっすぐなトネリコ材を旋盤で削るか、割って作ります。先端には、長さ約8cmの鉄製の角錐形の穂先を鍛造で作り、軸に圧入して、鉄のリベットまたは巻き付けた鉄線で固定します。後端には、硬い木材または青銅板から三枚または四枚の矢羽根を切り出します。バリスタの激しい衝撃には羽根は脆すぎるため、羽毛は使いません。羽根は接着し、120度間隔で軸に縛り付けます。ボルトは平らな面の上で転がしたときに完全にまっすぐでなければなりません。わずかでも反りがあると、飛行中に不規則にらせん状に回転してしまいます。鉄の穂先を持つ上質なバリスタのボルトの重さは約150〜200グラムです。

最低200メートルの見通しの利く開けた野原に設置します。両方のねじりばねを、ラチェットリング上で同じ張力位置に設定します（ゼロ張力位置から数えて同じ刻み番号）。武器を装填し、ボルトを溝に置き、100メートル先の安定した標的に照準を合わせて発射します。ボルトが当たった位置を記録します。右に逸れた場合は左のばねの張力が強すぎ、左に逸れた場合は左のばねを一段強めるか、右のばねを一段弱めます。パワーを増減させるには、両側のばね張力を等しい刻みで調整します。数回の試射で、各ばね設定における射程と散布を記録し、ゼロ点を確立します。