Tapes Of History: Dionysios ‘Polybolos

het ontwerp van Dionysios van Alexandria’ s “Polybolos” is enigszins uniek in de annalen van de antieke artillerie. De naam “Polybolos” of “multi-shooter” impliceert dat dit wapen, hoogstwaarschijnlijk een torsiebout-shooter, een of andere vorm van herhalende actie had. Zoals Philon van Byzantium in zijn werk “Belopoietica” beschreef, was het een automatisch herhalende katapult met rechte lente die de pijlen achter elkaar kon afvuren. Het gebruikte ” een dubbele kettingaandrijving, een nokmechanisme dat lineair in roterende beweging vertaalt, en automatische systemen voor het voeden van de bouten en het inschakelen en loslaten van de trekker.”

gewapend met Philon ‘ s beschrijving, werd een werkende Polybolos gereconstrueerd door Alan Wilkins, FSA. Het heeft een roterende rol met twee sleuven (een in de lengte en een spiraalvormig) en een houten kist die de raketten hield. Aan beide zijden van de kast waren twee paar vijfhoekige tandwielen (tandwielen) met elkaar verbonden door een houten ketting. Een pin op elke ketting werd op hetzelfde punt verbonden met de schuifregelaar van de katapult.
bij de voorwaartse draaiing van de handspitsen op een ankerlier, die met de Achtertandwielen is verbonden, beweegt de schuifregelaar automatisch naar voren, waarna een aan de schuifregelaar bevestigde pin inschakelt en de spiraalvormige nokgroef van de bovenliggende rol volgt. De rol draait met de klok mee tot de lengtesleuf is uitgelijnd met de overeenkomstige opening van de bout behuizing, of magazijn, op welk punt zwaartekracht voedt een bout in de longitudinale groef. Als de slider de omvang van zijn voorwaartse beweging bereikt, wordt de boog-snaar gevoed onder de klauwachtige vingers van de trekker. Een andere pin houdt de trigger release hendel vergrendeling van de klauw over de boog-string.
door de ankerlier in tegengestelde richting te draaien, wordt de richting van de kettingaandrijving omgekeerd om de schuifregelaar naar achteren te trekken en wordt de rol tegen de klok in gedraaid. Wanneer de longitudinale sleuf is uitgelijnd met de groef in de schuifregelaar een pijl wordt de zwaartekracht gevoed op de laatste. De schuifregelaar blijft achterwaarts totdat een vaste pin de uitstekende hendel van het triggermechanisme inschakelt waardoor de klauw naar boven kan draaien en de boog-string kan loslaten. Op dit punt de gedraaide strengen van pezen-touw stuwen de twee boog armen naar voren slepen de boog-snaar langs de schuifregelaar om de bout te ontladen. De continue achteruit-en voorwaartse rotatie van de ankerlier op deze manier stelt een bestuurder in staat om een opeenvolging van bouten relatief snel te lanceren.

het kettingaandrijfmechanisme produceert een indrukwekkende brandsnelheid in vergelijking met een reproductie van een standaard Vitruviaanse katapult met drie overspanningen. Testen door leden van de Roman Military Research Society (de RMRS) toonden aan dat Wilkins’ Polybolos zes bouten kon schieten in de tijd die nodig was om twee te ontladen met behulp van de Vitruviaanse machine en een bemanning van twee man. Met deze indrukwekkende brandsnelheid moet er een zeer goede reden zijn geweest voor de Polybolos die na de derde eeuw voor Christus niet meer in dienst waren.
Waarom was de Polybolos dan niet succesvol? Het grootste probleem lijkt te zijn dat het geen enorme technologische sprong voorwaarts in vuurkracht bood. Terwijl één man de Polybolos eigenhandig kan bedienen, resulteert het semi-geautomatiseerde laden en vuren proces in het trekken van de snaar in wezen hetzelfde tempo als andere niet-geautomatiseerde machines. Het toestaan van zwaartekracht om de bouten te voeden is daarom niet veel sneller dan het toestaan van een lader om ze te plaatsen op de schuifregelaar tegen de boeg-string. Bovendien biedt het niet-automatische systeem de ballistariae meer tijd om tussen de schoten te richten. Philon beweert dat de Polybolos te nauwkeurig waren (“…de raketten zullen geen verspreiding hebben…”), maar men zou kunnen stellen of Philon de machine ooit in actie zag, omdat er geen manier is dat opeenvolgende bouten in een strakke groep zouden blijven, behalve op korte afstand. Inderdaad, ruim voor het maximum bereik Geciteerd door Philon – “…weinig meer dan een stade”, ongeveer 200m-de bouten zou hebben uitgespreid, zoals ze kunnen worden gezien om te doen bij het schieten van moderne reconstructies van standaard, niet-geautomatiseerde, bout-shooters. De Polybolos is duidelijk een veel ingewikkelder machine, met veel meer samenstellende delen, dan de standaard boutschieter. Het zou duurder zijn geweest om te bouwen en te onderhouden. Bijvoorbeeld, de Wilkins ‘reconstructie gebruikte ongeveer 150 pinnen om de schakels van de twee kettingaandrijvingen te verbinden, en dat kan de achilleshiel zijn die leidde tot het niet hebben” een opmerkelijk gebruik gevonden ” door Griekse, of zelfs romeinse legers. Elke pin zou moeten weerstaan aan de spanning van nadeel, en als zelfs een pin brak – letterlijk “de zwakste schakel” – dan zou de machine buiten werking zijn.
toch is het intrigerend om te weten of een vol vermogen Polybolos een levensvatbaar wapen zou zijn. Nadat hij de gereconstrueerde Polybolos van Alan Wilkins in de loop der jaren meerdere malen in actie heeft gezien en het geluk heeft gehad om het daadwerkelijk te bedienen, is het een complexe maar elegante machine waarvan de werking eenvoudig te beheersen is, maar niet zonder zijn problemen.

Ten eerste lijken de meeste, zo niet alle, reconstructies van de Polybolos ernstig onderbezet. Dit is geen kritiek op de reconstructies zelf, of op hun bouwers, omdat de meeste van deze machines zijn gewoon bewijzen van concept, full size werkmodellen als u wilt, gericht op het “tot leven brengen” van Dionysios’ uitvinding. Hun constructeurs waren niet per se van plan om een volledig gespannen katapult te reproduceren. Integendeel, de meeste lijken geïntrigeerd door het concept en vastbesloten om te onderzoeken hoe alle complexe onderdelen zouden kunnen hebben gepast en samengewerkt.
eigenlijk is dit logisch omdat het mechanisme een onbekende grootheid was / is. De precieze materialen die in de constructie zijn gebruikt zijn niet bekend, hoewel we veel kunnen afleiden uit de delen van oude katapulten die wel overleven. Ook weten we niet hoe robuust deze verschillende onderdelen waren of moesten zijn. We hebben geen idee of het hele mechanisme de spanningen op de afzonderlijke componenten had kunnen opvangen of dat het efficiënt had kunnen werken met de hoeveelheid potentiële energie die is opgeslagen in volledig gespannen pezen-touw veren. Er is het inherente gevaar dat de machine zichzelf letterlijk vernietigt onder spanning. Tot de onbezonnen individual een vol vermogenskatapult bouwt die is uitgerust met het automatische laad – /losysteem blijft dit een “bekend onbekend”.
al het bovenstaande is echter een preambule geweest van een langlopend gedachte-experiment. Als we de Polybolos van Wilkins als benchmark nemen, is het vrij duidelijk uit het schieten van dit specifieke voorbeeld dat de bouten niet ver vliegen, ongeveer zes meter in plaats van de honderden voor een effectieve oorlogsmachine. Dit is niet verwonderlijk, want het veerframe wordt bewust ondergedompeld om veiligheidsredenen wanneer het in het openbaar wordt gedemonstreerd. De uitvoering wordt niet geholpen als het Wilkins voorbeeld, en alle soortgelijke reconstructies, maakt gebruik van flightless bouten. Nogmaals, dat is niet zo verwonderlijk. Het geautomatiseerde voedingssysteem met magazijn en gegroefde rol lijkt het gebruik van veren, vinnen of schoepen uit te sluiten. De afwezigheid van fletching zal echter een negatieve invloed hebben op de aerodynamische stabilisatie van bouten of darts. Dus blijven we over o vraag wat zou er gebeuren als flightless bouten werden gebruikt in een volledig gespannen Polybolos? Hoe zouden ze presteren? Zouden ze stabiel zijn tijdens de vlucht? Zouden de bouten echt vliegen? Hoe nauwkeurig zou de katapult blijken te zijn, en welk bereik zou kunnen worden bereikt? Het beantwoorden van deze vragen zou zeker de levensvatbaarheid aantonen, of niet, van een volledig gespannen Polybolos als wapen.

zoals gezegd, twee of meer veren of schoepen die trots op de boutschacht zijn bevestigd, zoals een standaardpijl of kruisboogrug is geconfigureerd, zouden het magazine-fed-systeem beschadigen. Dus, kunnen de veren of vaantjes worden opgenomen in een bout om de ontbrekende ballistische stabilisatie tijdens de vlucht te genereren? De inspiratie voor een mogelijke oplossing voor dit probleem kwam uit een enigszins onwaarschijnlijke bron, namelijk de “Hale Rocket”.

in 1844 patenteerde William Hale (1797-1870) een nieuwe vorm van draagraket die verbeterde op het eerdere ontwerp van de Congreve raket. Hale verwijderde de stabiliserende guide-stick van Congreve ‘ s ontwerp en vectoreerde een deel van de stuwkracht van de raket door gekantelde uitlaatgaten om de rotatie van de raket te bieden, wat de stabiliteit tijdens de vlucht verbeterde. De drie gebogen vinnen, die doen denken aan pijl veren, waren. het meest opvallend, in lijn met het cilindrische lichaam van de raket. Kan een soortgelijke configuratie worden gebruikt voor de as van een Polybolos bout? Kunnen de veren of schoepen worden bevestigd aan een verminderde diameter schacht om het voersysteem niet te verstoren, en zou dit echt werken?

het onderstaande model is gebaseerd op een bout die werd teruggevonden tijdens de opgravingen van 1922-1937 in de Romeinse garnizoensstad en de Sassanidische belegeringswerken in Dura-Europos in Syrië. Een taps toelopende houten schacht is misschien niet het meest geschikt voor het voedingssysteem, maar het dikkere achterste gedeelte moet fungeren als een nuttig tegengewicht om het IJzeren bodkin in evenwicht te brengen. Experimenten met zowel taps toelopende als parallelle assen zouden nodig zijn om het meest efficiënte boutontwerp te bepalen. Vier veren of schoepen (hieronder in het zwart) worden voorgesteld voor symmetrie. De schacht op het punt waar de veren/schoepen worden gehecht zou van voldoende diameter moeten zijn, zodat de boog-string verbinding met de bout schacht en niet de veren/schoepen. Deze laatste omstandigheid zou ongetwijfeld leiden tot een potentieel gevaarlijke fout.

een alternatief zou kunnen zijn het nemen van een standaard bout met een onbelaste as en nemen de schoepen langs zijn as. In het onderstaande voorbeeld wordt een bout van 46 cm lang gebruikt die typisch wordt geassocieerd met een katapult van één el of twee overspanningen. Er zijn drie schoepen in de schacht gehouwen, zodat er voldoende materiaalmassa is behouden om de stuwkracht van de op de schacht inwerktende boogkoord te weerstaan.

de volgende stap zal zijn om een aantal voorbeeld bouten te produceren en schiet ze. Toekomstige tests zullen erop gericht zijn om het concept te bewijzen en te bepalen welke van de twee boutontwerpen: (1) zuiver van het magazijn van de Polybolos wordt gevoerd, (2) met het mechanisme wordt gewerkt, (3) veilig wordt geschoten en (4) de stabiliteit tijdens de vlucht wordt verbeterd.

Wilkins, A. (2003), Roman Artillery, Shire Archaeology, Princes Risborough, p. 8.Er is weinig of geen bewijs dat Philons beschrijving overtreft om te bewijzen dat de Polybolos meer dan een idee was. Hoogstwaarschijnlijk was het een ongerealiseerde.
zoals bij veel automatische wapensystemen, hebben de Polybolos de neiging meerdere bouten constant op hetzelfde punt in de ruimte te lanceren. Hoewel dit een nogal verlangend “gemiddeld inslagpunt” oplevert, is het minder dan ideaal als het de bedoeling is om meerdere doelen snel na elkaar aan te vallen en te raken.Winter, F. H. (1990), The First Golden Age of Rocketry: Congreve and Hale Rockets of the Nineteenth Century, Washington and London: Smithsonian Institution Press, p. 321.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.