بناء منجنيق رومي بالسهام — راميات السهام المدفوعة بقوة الالتواء

صُممت البالista وفق نظام نسبي يعتمد على العيار (D)، وهو قطر الفتحة التي تحتوي على حزمة نابض الالتواء. بالنسبة لقاذف السهام، يجعل فيتروفيوس (De Architectura X.10) الفتحة تساوي جزءاً من تسعة من طول السهم. بالنسبة لسهم طوله 60 سم، يكون D = 60 ÷ 9 ≈ 6.7 سم (67 ملم). تُحسب جميع أبعاد الإطار الأخرى في هذا المخطط انطلاقاً من قياس العيار هذا. (قاعدة الجذر التكعيبي، D = 1.1 × ∛(100 × وزن القذيفة بالمنا)، مخصصة لقاذفات الحجارة وليس لقاذفات السهام.)

يتكون إطار المنجنيق من عمودين رأسيين (لوحين جانبيين) وعارضة أفقية (عارضة عرضية) تشكّل شكلاً على هيئة حرف U، إضافةً إلى مجرى بارز (قناة الإطلاق) يمتد على طول الخط المركزي. تُقطع جميع الأخشاب الإنشائية من خشب صلب كثيف خالٍ من العقد، مثل الرماد أو البلوط أو الدردار. يبلغ ارتفاع العمود 7 أضعاف العيار (7D، أي نحو 47 سم في مثالنا). يبلغ عرض الإطار الكلي 6.5D من الخارج إلى الخارج. يبلغ طول قناة الإطلاق 18D، وتُثبت في منتصف العارضة وتمتد إلى الأمام. ثبّت جميع الوصلات بطريقة العقدة والمنحدر (الميرتيس والتينون) وقوِّها بأشرطة وبراغٍ حديدية، فالإطار سيتعرض لقوى صدمة عنيفة مع كل طلقة، ويجب ألا ينحني أو يرتخي.

أغلفة زنبرك الالتواء (modioli) عبارة عن صناديق خشبية مستطيلة، واحد على كل جانب من الإطار، يحتوي كل منها على ثقب رأسي بقطر D (العيار) يمر من خلاله حزمة الزنبرك. يتكون الغلاف من لوحين خشبيين ثقيلين (التاج ولوح القاعدة لكل إطار زنبرك، وكل منهما بسماكة تقارب 3D) متصلين بعمودين رأسيين لصندوق الزنبرك. تُبطَّن الجدران الداخلية لثقب الزنبرك بألواح تقوية حديدية لمنع الخشب من التشقق تحت قوة الالتواء الهائلة. احفر ثقب الزنبرك رأسياً عبر الغلاف المُجمَّع باستخدام مثقاب بقطر العيار الصحيح. يجب تثبيت غلافي الزنبرك بشكل متماثل على الإطار الرئيسي، فأي عدم تماثل يُنتج قذفاً غير متماثل.

أدخل مادة الزنبرك الالتوائي (وتر العصب، أو حبل شعر الخيل، أو حبل كتان متين كبديل حديث) عبر فتحات الزنبرك في دورات على شكل رقم ثمانية، وحشُ فتحة العيار حتى تصبح الحزمة مضغوطة بإحكام. وتر العصب الحيواني هو المادة الأصلية. لُف ما يكفي من المادة لملء فتحة العيار بإحكام عند اكتمال جميع الدورات.

كل حزمة نابض تستقبل ذراعًا رامية واحدة — ذراع رافعة مستقيمة من الخشب الصلب بطول حوالي 8D (54 سم لعيار البندقية لدينا)، وعرض 1.5D، وسماكة 1D. يُدخل الذراع أفقيًا عبر حزمة النابض عند منتصف ارتفاع الحزمة. وبذلك تبرز الذراعان على كل جانب من الإطار نحو الداخل باتجاه خط المنتصف للسلاح. في وضع الراحة (غير المحمّل)، تُسحب الذراعان إلى الأمام بتوتر النابض، متجهتين نحو مقدمة السلاح بزاوية حوالي 20–30 درجة عن العمودي. وعند التوتير، تُشدّ الذراعان إلى الخلف بالونش حتى تشيران إلى الخلف — وهذا هو وضع الطاقة المخزنة.

في أعلى كل فتحة زنبرك وأسفلها، يُركَّب قرص دوّار (epizygis) تلتف حوله حزمة الزنبرك. يحتوي القرص على ثقوب محيطية (نحو 16–20 ثقبًا حول المحيط) تتطابق مع دبوس تثبيت ثابت على الإطار. يؤدي تدوير القرص بمقدار موضع ثقب واحد إلى لي حزمة الزنبرك بأكملها بمقدار خطوة ثقب واحدة، مما يزيد الشد. يُركَّب ترتيب سقاطة مسننة بحيث لا يتمكن القرص من الانفكاك تحت الحمل، إذ تنزلق سقاطة حديدية محمّلة بزنبرك داخل الثقوب المحيطية. لضبط الشد: يُفكّ المزلاج، ويُدار القرص بالمقدار المطلوب باستخدام رافعة حديدية، ثم يُعاد المزلاج للارتباط. تتيح هذه الآلية ضبط كل زنبرك على حدة لتحقيق شد متساوٍ على الجانبين، وهو أمر ضروري لسهم يطير باستقامة.

اربط طرفي الذراعين بوتر قصير جدًا وقوي للغاية مصنوع من عصب ملفوف أو حبل كتان سميك. يصل الوتر بين طرفي الذراعين وهو الواجهة المباشرة بين آلية النابض والسهم. يجب أن يكون الوتر قصيرًا بما يكفي ليصل بسهولة من طرف ذراع إلى الطرف الآخر عندما تكون الذراعان في وضع الإطلاق (الأمامي)، لكن طويلًا بما يكفي كي لا يكون تحت شد في ذلك الوضع — فكل الشد يأتي من النوابض الالتوائية، وليس من هندسة الوتر. يجب أن يقع المحور المركزي للوتر تمامًا على امتداد المحور المركزي للمجرى الإطلاقي. ثبّت الوتر باستخدام خطافات أو تجاويف حديدية منحوتة في طرفي الذراعين — فالوتر يكون تحت قوة شد تبلغ عدة مئات من الكيلوغرامات عند التوتير، ويجب ألا ينزلق.

يتطلب شدّ المنجنيق (سحب وتر القوس من وضع الراحة إلى وضع الشد ضد مقاومة الزنبرك) ميزة ميكانيكية، إذ يحتاج حتى المنجنيق الصغير إلى قوة تتراوح بين 200 و400 كغ. ابنِ آلية ونش: محور أفقي (الإيباغوغيوس) بذراع تدوير في أحد جانبيه وأسطوانة ترس تسنين في الجانب الآخر، مثبتة في حوامل في الجزء الخلفي من مجرى الإطلاق. يربط حبل أو سلسلة من الأسطوانة بمخلب (الكيلونيوم — 'السلحفاة') يمسك وتر القوس. يؤدي لف الذراع إلى سحب وتر القوس للخلف على طول المجرى حتى موضع الزناد، بينما يحافظ ترس التسنين على الحمل عند كل خطوة. تقلل الميزة الميكانيكية للونش (نسبة نصف قطر الذراع إلى نصف قطر الأسطوانة نحو 4:1) جهد المشغّل إلى مستوى محتمل يتراوح بين 50 و100 كغ.

يحمل الزناد (katastates) وتر القوس المشدود ويطلقه بسلاسة عندما يأمر الرامي. أبسط تصميم فعّال هو خطاف حديدي محوري مثبت في شق داخل مجرى الرمي، إذ يتشابك الخطاف مع حلقة في الوتر عند شدّه ويتحرر عندما يسحب الرامي ذراعًا تدير الخطاف إلى الأسفل داخل الشق. يجب أن يكون الزناد آمنًا تمامًا تحت حمل شد النابض، ومع ذلك يتحرر بسلاسة وفورًا، فأي تردد يسمح للوتر بالاحتكاك بالخطاف، مما يدفع السهم جانبًا ويتسبب في طلقة غير دقيقة. اختبر الزناد جافًا (دون سهم) مرات عديدة قبل التحميل لضمان إطلاق موثوق ومتسق.

المجرى الإطلاقي هو قناة على شكل حرف U توجّه السهم من وضعه الابتدائي عند الزناد حتى فوهة السلاح. يجب أن يكون المجرى مستقيماً تماماً، فأي انحناء أو التواء يحرف السهم. ابطن المجرى بتجويف أملس بعرض يكفي بالكاد لاستقبال ساق السهم (نحو 25–30 مم للسهم القياسي). يجب أن يكون التجويف في منتصف عرض المجرى تماماً بحيث تلامس وتر القوس مؤخرة السهم في المركز تماماً. نعّم التجويف بإزميل وحجر رملي، واطلِه بالشحم الحيواني أو شمع العسل لتقليل الاحتكاك. يستقر السهم في التجويف بفعل الجاذبية وحدها، ولا تركّب أي مشبك احتجاز قد يعيق خروج السهم.

كانت المنجنيقات الميدانية تُثبَّت على قاعدة خشبية تسمح بالدوران في السمت (التوجيه الأفقي) وبضبط الارتفاع. ابنِ قاعدة تعقّب بسيطة: منصة سفلية ثقيلة ثابتة مع منصة علوية دوّارة تدور على محور حديدي يمرّ عبر المركز. يُثبَّت إطار السلاح بمسامير على المنصة العلوية. أما ضبط الارتفاع فيتم بجعل إطار السلاح يدور حول محور أفقي عند مؤخرة الإطار السفلي، إذ يؤدي رفع المقدمة أو خفضها إلى تغيير زاوية الارتفاع. تُثبّت الأوتاد الموقِفة الارتفاع بعد ضبطه. وكانت قواعد المنجنيقات الرومانية تتضمن كذلك مشهد تصويب بسيطًا: مسمار حديدي عند فوهة الإطلاق وفتحة على شكل حرف V عند موضع المشغّل، مما يتيح تحديد الهدف بدقة قابلة للتكرار.

سهام البالista أقصر وأثقل من السهام العادية، إذ يبلغ طولها نحو 60–75 سم، وقطر ساقها 25–30 مم. تُخرط الساق أو تُشق من خشب الدردار ذي الألياف المستقيمة. عند الرأس، اطرق رأسًا حديديًا هرميًا بالمطرقة بطول نحو 8 سم، وثبّته على الساق بالضغط، مع تأمينه بمسامير حديدية أو بلف سلك حديد. أما عند الذيل، فاقطع ثلاث أو أربع ريشات تثبيت من خشب صلب أو صفيحة برونزية، وليس من الريش لأنه هش أكثر من أن يتحمل قوة البالista، ثم الصقها واربطها بالساق بفواصل زاوية 120 درجة. يجب أن يكون السهم مستقيمًا تمامًا عند تدحرجه على سطح مستوٍ، لأن أي انحناء سيجعله يلتف لولبيًا بشكل غير منتظم أثناء الطيران. يبلغ وزن سهم البالista الجيد ذي الرأس الحديدي نحو 150–200 غرام.

أعد الإعداد في حقل مفتوح بمدى واضح لا يقل عن 200 متر. اضبط كلا زنبركي الالتواء على موضع الشد نفسه في حلقات المسنن (رقم الفتحة نفسه، محسوبًا من موضع الشد الصفري). اشحن السلاح، وضع سهمًا في المجرى، صوّب نحو هدف ثابت على مسافة 100 متر، ثم أطلق. لاحظ موضع إصابة السهم: إذا انحرف إلى اليمين فإن الزنبرك الأيسر يمتلك شدًا أكبر، وإذا انحرف إلى اليسار فزد شد الزنبرك الأيسر أو قلّل شد الزنبرك الأيمن بموضع مسنن واحد. اضبط شد الزنبرك بزيادات متساوية على الجانبين لزيادة القوة أو تقليلها. سجّل المدى والانتشار عند كل إعداد للزنبرك خلال عدة طلقات تجريبية لتحديد نقطة الصفر.