013.1300年:投石机
图为法国阿基坦(Aquitaine)大区多尔多涅(佩里戈尔)的卡斯泰尔诺城堡(Castle of Castelnaud)的抛石投石机。
弓与箭(公元前30000年),AK-47(1947年),集束炸弹(1965年)
早在14世纪,工程师一词就进入了英语词汇表中。它指的是建造军事机车的人,也就是攻城引擎。军事机车的种类繁多,它们分别用于围攻城墙、城堡或要塞。攻城引擎包括破墙锤、弩炮(巨型弩弓)和投石机。
虽然人们在大约公元前400年的希腊和罗马就已经开始使用军事引擎,但我们还是倾向于认为,攻城武器在攻击城堡时真正发挥威力是在中世纪的战场上。这解释了为什么工程师一词源于这一时期。
在那个时候,有两种类型的投石机非常受欢迎:一个是扭力投石机,一个是牵引抛石机。扭力投石机依赖于一个扭转装置储存能量,而牵引抛石机依赖于一个承重的悬臂。牵引抛石机非常有力量,它可以投掷重300磅(136千克)以上的石头从而击垮城堡的城墙。其射程可以达到上百米远。投石机还可以投射燃烧弹、动物残骸或尸体。
这两种投石机的基本机械原理都非常简单。牵引抛石机通过悬臂提升一个重物来储存能量。大型抛石机的悬臂长度可以达到60英尺(18米)长,其提升的重物质量可以达到10~12吨。
扭力投石机采用数百股紧紧扭在一起的绳索,向下90°拉住悬臂,更多的扭力被传递到绳索上。此时,一旦悬臂被释放,绳索将弹回,使投射物发射出去。
在1304年的苏格兰,为了一次攻城计划,工程师修建了被认为是世界上最大的牵引抛石机。该抛石机被命名为“战狼”。斯特灵城堡的一面城墙被重300磅(136千克)的投射物不停地冲击而最终垮塌。工程师通过使用机械工程学的原理击垮了坚固的石墙,赢得了这场战争的胜利。■ 工程学之书