로마 발리스타 제작하기 — 비틀림 동력 투석기

발리스타는 구경(D), 즉 비틀림 스프링 다발을 담는 구멍의 지름을 기준으로 한 비례 체계에 따라 설계되었다. 볼트를 쏘는 발사기의 경우, 비트루비우스(『건축십서』 X.10)는 이 구멍을 볼트 길이의 9분의 1로 정했다. 60cm 볼트라면 D = 60 ÷ 9 ≈ 6.7cm (67mm)가 된다. 이 설계도의 다른 모든 프레임 치수는 이 하나의 구경 측정값에서 비례하여 산출된다. (입방근 법칙, D = 1.1 × ∛(100 × 탄환 무게(미나에 단위)）은 볼트 발사기가 아니라 돌 발사기에 적용되는 규칙이다.)

발리스타 프레임은 U자형을 이루는 두 개의 수직 기둥(측판)과 수평 가로대(트랜섬), 그리고 중심선을 따라 앞으로 돌출된 홈통(발사 홈, shooting channel)으로 구성된다. 모든 구조용 목재는 밀도가 높고 옹이가 없는 경목(물푸레나무, 참나무, 또는 느릅나무)에서 잘라낸다. 기둥 높이는 구경의 7배(7D, 예시 기준 약 47 cm)이다. 프레임의 외측에서 외측까지 전체 너비는 6.5D이다. 발사 홈은 길이 18D이며 가로대 중앙에 부착되어 앞쪽으로 뻗는다. 모든 이음은 장부맞춤(mortise-and-tenon)으로 짜고, 철제 띠쇠와 볼트로 보강한다. 프레임은 발사할 때마다 격렬한 충격력을 받으므로 휘거나 느슨해져서는 안 된다.

비틀림 스프링 하우징(모디올리)은 프레임 양쪽에 하나씩 놓이는 직사각형 목재 상자로, 각각 스프링 다발이 통과하는 직경 D(구경)의 수직 구멍을 가지고 있습니다. 하우징은 두 개의 무거운 목재 판(각 스프링 프레임의 상판과 바닥판으로, 각각 약 3D 두께)과 스프링 상자의 두 개의 수직 지주로 연결되어 구성됩니다. 엄청난 비틀림 힘에 의해 목재가 갈라지는 것을 방지하기 위해 스프링 구멍의 내부에는 철제 보강판을 댑니다. 조립된 하우징을 관통하여 올바른 구경의 오거(auger)로 스프링 구멍을 수직으로 뚫습니다. 두 스프링 하우징은 메인 프레임에 대칭으로 장착되어야 합니다. 어떤 비대칭이라도 비대칭적인 투사(throw)를 야기합니다.

토션 스프링 재료(힘줄 끈, 말총 밧줄, 또는 현대적 대체재로 튼튼한 linen 밧줄)를 스프링 구멍에 8자 모양으로 꿰어, 뭉치가 단단히 찰 때까지 구경 구멍을 채웁니다. 원래 재료는 동물의 힘줄입니다. 모든 turn을 배치했을 때 구경 구멍을 단단히 채울 만큼 재료를 감으십시오.

각 스프링 번들에는 던지기 암 하나가 장착된다 — 약 8D 길이(본 구경 기준 54cm), 폭 1.5D, 두께 1D의 곧은 경목 레버 암이다. 암은 번들의 중간 높이에서 스프링 번들을 가로질러 수평으로 삽입된다. 따라서 프레임 양쪽의 두 암은 무기의 중심선 방향으로 안쪽을 향해 돌출된다. 휴지 상태(무부하)에서는 두 암이 스프링 장력에 의해 앞쪽으로 당겨져, 수직에서 약 20~30도 기울어 무기 전방을 향한다. 장전할 때는 암이 후방을 향할 때까지 윈치로 뒤쪽으로 당겨지며, 이것이 에너지가 저장된 위치이다.

각 스프링 구멍의 상단과 하단에, 스프링 다발이 감기는 회전 디스크(epizygis)를 장착한다. 디스크에는 프레임의 고정 잠금 핀과 맞물리는 원주 방향 구멍(원주를 따라 약 16–20개)이 있다. 디스크를 한 구멍 위치만큼 회전시키면 스프링 다발 전체가 한 구멍 간격만큼 비틀려 장력이 증가한다. 하중을 받아도 디스크가 풀리지 않도록 래칫 장치를 장착한다. 스프링으로 작동하는 철제 폴(pawl)이 원주 방향 구멍에 떨어져 들어간다. 장력을 조절하려면 폴을 해제하고, 철제 레버로 디스크를 원하는 만큼 회전시킨 뒤 폴이 다시 맞물리도록 한다. 이 기구를 통해 각 스프링을 개별적으로 조정하여 양쪽의 장력을 동일하게 맞출 수 있으며, 이는 직선으로 날아가는 볼트에 필수적이다.

비틀린 힘줄이나 굵은 리넨 끈으로 만든 짧고 매우 튼튼한 활시위로 두 팔 끝을 연결하십시오. 이 시위는 두 팔 끝을 잇고 스프링 기구와 화살 사이를 직접 연결하는 접점입니다. 시위는 팔이 발사 위치(앞쪽)에 있을 때 한쪽 팔 끝에서 다른 쪽 팔 끝까지 쉽게 닿을 만큼 짧아야 하지만, 그 위치에서 장력이 걸리지 않을 만큼 길어야 합니다. 모든 장력은 시위의 기하 구조가 아니라 비틀림 스프링에서 나옵니다. 시위의 중심선은 발사 홈(사격 홈)의 중심선과 정확히 일치해야 합니다. 시위는 팔 끝에 조각된 쇠갈고리나 홈을 이용해 고정하십시오. 장전했을 때 시위에는 수백 킬로그램의 당김력이 걸리므로 미끄러지지 않아야 합니다.

발리스타를 장전하는 것(스프링 저항을 거슬러 휴지 위치에서 장전 위치까지 활시위를 당기는 것)에는 기계적 이점이 필요하다. 작은 발리스타라도 200~400kg의 힘이 필요하다. 윈치 장치를 만든다. 사수용 트로프 뒤쪽의 받침대에 장착된, 한쪽에는 크랭크 손잡이가 있고 다른 쪽에는 래칫 드럼이 있는 수평 축(에파고게우스)을 설치한다. 드럼에서 나온 밧줄이나 사슬을 활시위를 잡는 집게(켈로니움 — '거북이')에 연결한다. 크랭크를 돌리면 활시위가 트로프를 따라 트리거 위치까지 뒤로 당겨지며, 래칫이 매 단계마다 하중을 고정한다. 윈치의 기계적 이점(손잡이 반경 대 드럼 반경의 비율 약 4:1)으로 조작자의 힘은 감당할 수 있는 50~100kg 수준으로 줄어든다.

트리거(katastates)는 장전된 활시위를 고정했다가 조작자가 명령하면 깔끔하게 놓아 줍니다. 가장 간단하면서도 효과적인 설계는 사격 홈통(trough)의 슬롯에 장착된 회전식 철제 갈고리입니다. 갈고리는 장전 시 활시위의 고리에 걸리고, 조작자가 레버를 당기면 갈고리가 아래로 회전하여 슬롯 안으로 들어가면서 풀립니다. 트리거는 스프링 장력 하중을 받는 상태에서도 완전히 확실하게 고정되어야 하며, 동시에 깔끔하고 즉각적으로 풀려야 합니다. 조금이라도 지연되면 시위가 갈고리에 끌리면서 화살을 옆으로 밀어내어 빗나간 사격의 원인이 됩니다. 신뢰할 수 있고 일정한 발사를 보장하기 위해, 화살을 장전하기 전에 화살 없이 트리거를 여러 번 건식으로 테스트하십시오.

사격 트러프는 볼트를 방아쇠 부근의 대기 위치에서 무기의 총구까지 안내하는 U자형 홈입니다. 트러프는 완벽하게 직선이어야 하며, 휘거나 비틀리면 볼트가 빗나갑니다. 트러프 안쪽에 볼트 샤프트를 받을 수 있을 만큼의 매끄러운 홈(표준 볼트 기준 약 25–30 mm)을 내십시오. 홈은 트러프 폭의 정중앙에 정확히 위치해야 활시위가 볼트 뒤쪽 끝에 완벽하게 중앙으로 닿습니다. 끌과 사암으로 홈을 매끄럽게 다듬고, 마찰을 줄이기 위해 우지(tallow) 또는 밀랍을 바르십시오. 볼트는 중력에 의해서만 홈에 놓여야 하며, 볼트의 발사를 방해할 수 있는 고정 클립은 달지 마십시오.

야전 발리스타는 방위각(수평 조준)을 회전시키고 고각(높이 조절)을 조정할 수 있는 나무 받침대에 장착되었습니다. 간단한 트래버스 받침대를 만드십시오: 고정된 무거운 하부 플랫폼과, 중심을 관통하는 철제 핀을 축으로 회전하는 상부 플랫폼을 설치합니다. 무기 프레임은 상부 플랫폼에 볼트로 고정합니다. 고각 조절을 위해 무기 프레임은 하부 프레임 후방의 수평 축을 중심으로 회전하며, 앞부분을 올리거나 내리면 고각이 변합니다. 고각을 설정한 후에는 잠금 쐐기로 고정합니다. 로마식 발리스타 받침대에는 조준 장치도 포함되어 있었는데, 총구 끝의 간단한 철제 핀과 조작자 위치의 V자 홈을 이용해 반복적으로 표적을 조준할 수 있었습니다.

발리스타 볼트는 화살보다 짧고 무거우며, 길이는 약 60~75cm, 축 지름은 25~30mm입니다. 축은 곧은 결을 가진 물푸레나무를 선반으로 깎거나 쪼개서 만듭니다. 앞부분에는 길이 약 8cm의 피라미드형 철제 촉을 망치로 단조하여 만든 뒤, 축에 압입하고 철 리벳이나 감은 철사로 고정합니다. 뒷부분에는 단단한 나무나 청동 판으로 깃 날개 3~4개를 잘라 120도 간격으로 축에 접착하고 묶습니다. 발리스타의 강한 힘을 견디기에는 깃털이 너무 약하므로 깃털은 사용하지 않습니다. 볼트는 평평한 면에서 굴렸을 때 완벽하게 곧아야 합니다. 조금이라도 휘면 비행 중 나선형으로 불규칙하게 회전하게 됩니다. 철촉이 달린 양질의 발리스타 볼트의 무게는 약 150~200g입니다.

최소 200미터의 확보된 사격 거리가 있는 개방된 들판에 설치한다. 두 비틀림 스프링을 래칫 링의 동일한 장력 위치(무장력 위치에서 세어 같은 노치 번호)에 맞춘다. 무기를 장전하고, 볼트를 홈에 올려놓은 뒤, 100미터 거리의 고정된 표적을 조준하여 발사한다. 볼트가 맞는 위치를 기록한다. 오른쪽으로 맞으면 왼쪽 스프링의 장력이 더 강한 것이며, 왼쪽으로 맞으면 왼쪽 스프링을 한 래칫 위치 올리거나 오른쪽 스프링을 한 래칫 위치 낮춘다. 힘을 높이거나 낮추려면 양쪽 스프링 장력을 동일한 간격으로 조절한다. 영점을 잡기 위해 몇 차례 시험 사격을 하면서 각 스프링 설정별 사거리와 산포를 기록한다.