Catapulta a torsione

La catapulta a torsione lancia frecce o pietre con l’energia di una corda ritorta. I suoi bracci attraversano matasse strette di tendine tese in un telaio di legno, e tirare la corda torce ancora di più le matasse. Gli ingegneri greci la svilupparono nel IV secolo a.C.; secondo Duncan Campbell gli inventari di un arsenale ateniese mostrano macchine a torsione probabilmente già nel 330/329 a.C., e i Romani ne usarono le discendenti fino alla tarda antichità.

Che cos’è

La catapulta a torsione è un pezzo d’artiglieria antica che trae la sua forza da fasci di corda ritorti. Le più antiche macchine greche ad arco usavano un arco piegato, come una grande balestra. In una macchina a torsione l’arco è sostituito da due bracci di legno separati. Ogni braccio è infilato al centro di una matassa verticale di corda fatta di tendini animali, avvolta molte volte tra la traversa superiore e quella inferiore di un robusto telaio di legno. Una corda unisce le punte dei due bracci.

In un lanciadardi ellenistico il telaio delle molle sta davanti a un lungo fusto di legno. Sul fusto scorre una slitta scanalata; alla sua estremità posteriore un artiglio afferra la corda, e un argano in fondo al fusto tira indietro la slitta. Tutta la macchina ruota e s’inclina su uno snodo in cima al suo sostegno. Macchine più grandi della stessa famiglia lanciavano pietre, e i Romani costruirono più tardi un lanciapietre a un solo braccio, l’onagro.

Come funziona

Tirando indietro la corda, ogni braccio ruota nella sua matassa e ne torce ancora di più le fibre. Come un asciugamano strizzato, la corda ritorta resiste e cerca di srotolarsi. Quando la corda viene lasciata, le due matasse spingono avanti i bracci e la corda scaglia il proiettile. Le matasse erano già molto strette prima del primo tiro, perché l’energia che una molla restituisce dipende da quanto è caricata.

Ruotando la rondella si torce un po’ di più la matassa; un perno contro uno dei denti le impedisce di tornare indietro.

Per formare una matassa si faceva scendere la corda di tendine attraverso una rondella di bronzo nella traversa superiore, poi attraverso il telaio, e la si faceva risalire attraverso una seconda rondella nella traversa inferiore, girandola ogni volta attorno a una barra di ferro posata di traverso sulla rondella, che gli studiosi moderni chiamano leva. A ogni passaggio la corda veniva tirata, finché non se ne poteva far passare altra. Con l’uso le molle si allentavano. Invece di rifarle, i serventi ruotavano una rondella per torcere di più la matassa e la bloccavano nella nuova posizione. Ad Ampurias, in Spagna, ogni rondella poggiava su una piastra con sedici fori, così da poterla fissare a scatti di 7,5 gradi, e una serie di rondelle di Efira, in Epiro, fu fusa con quindici denti d’arresto.

Le due molle dovevano essere ugualmente tese, altrimenti i bracci non si muovevano insieme e il proiettile partiva storto. L’architetto romano Vitruvio racconta che i serventi le stringevano con cunei e leve finché entrambe, percosse con la mano, davano la stessa nota, come un musicista accorda le corde a orecchio.

Per tirare si spingeva la slitta in avanti attraverso il telaio finché il suo artiglio si chiudeva sulla corda. L’argano riportava indietro la slitta con la corda, e un nottolino la teneva in piena tensione mentre si posava un dardo nella scanalatura. Aprendo l’artiglio partiva il tiro. Le misure di ogni pezzo si ricavavano dallo spessore della molla, misurato dal diametro interno della sua rondella, così che uno stesso progetto si poteva costruire in qualunque scala. I lanciadardi prendevano il nome dalla lunghezza dei loro dardi: una macchina di tre spanne tirava dardi di circa 69 cm.

Come si fa

Un piccolo modello a un braccio mostra la molla a torsione al lavoro. Servono sette listelli, quattro per un telaio grande come un libro, due per i montanti e uno per una traversa, due corti tondini, un listello piatto, un cucchiaio di plastica, spago robusto, una spugna, colla vinilica, piccoli chiodi o viti, un trapano e una sega. Lancia solo palline di cotone o di carta appallottolata.

Tirato giù verso il tavolo, il listello torce la matassa; lasciato andare, risale e colpisce la traversa imbottita.

Unite quattro listelli in un rettangolo rigido e appoggiatelo in piano sul tavolo. Praticate un foro al centro di ciascuno dei due lati lunghi, uno di fronte all’altro. Fate passare lo spago da un foro, attraverso il telaio e fuori dall’altro foro, giratelo attorno a un corto tondino appoggiato all’esterno di quel lato, poi riportatelo attraverso il telaio e giratelo attorno a un secondo tondino appoggiato all’esterno del primo lato. Ripetete una dozzina di volte tirando bene a ogni passaggio e annodate le estremità: ora la matassa attraversa in orizzontale il centro del telaio. Infilate il listello piatto al centro della matassa, perpendicolare a essa, e fissate il cucchiaio alla sua estremità libera. Ruotate un poco ciascun tondino in senso orario, visto dall’esterno del telaio, per aggiungere torsione e bloccateli con un chiodo o del nastro adesivo. Incollate un montante verticale su ciascun lato lungo, poco davanti alla matassa, e fissate la traversa tra le loro sommità; imbottitela con un pezzo di spugna dove il listello la colpirà. Tirate giù il listello verso il tavolo, mettete una pallina di cotone nel cucchiaio e lasciate andare: la matassa solleva il listello contro la traversa imbottita e la pallina vola via.

Sicurezza. Lanciate solo cotone o carta morbida, mai sassi, biglie o qualcosa di duro, e non mirate mai a persone o animali: state accanto al modello, né davanti né dietro. Una matassa ritorta può far girare di colpo un tondino; tenete saldi i tondini quando li regolate e allentate la torsione della matassa dopo l’uso.

Storia ed evoluzione

Prima vennero le macchine greche ad arco. Lo storico Diodoro, nel I secolo a.C., scrive che la catapulta fu inventata a Siracusa nel 399 a.C., sotto il tiranno Dionisio I, e usata per la prima volta contro Mozia nel 397 a.C. Duncan Campbell e altri storici vi riconoscono il gastraphetes ad arco e macchine simili, che forse esistevano già da qualche decennio. E. W. Marsden collocava le prime macchine a torsione intorno al 350-340 a.C. e supponeva che Filippo II di Macedonia ne avesse finanziato lo sviluppo, ma nessuna prova diretta sostiene l’uno o l’altro punto.

Ad Atene le testimonianze si fanno più solide. Un inventario dell’arsenale navale del 330/329 a.C. elenca telai di catapulte, che Marsden e Campbell ritengono macchine a torsione e che Tracey Rihll interpreta diversamente. Anche l’ingegnere Werner Soedel e lo storico della tecnica Vernard Foley collocano il passaggio alle molle a torsione circa mezzo secolo dopo le prime catapulte, e le prime macchine molto potenti nelle campagne di Alessandro, dal 334 a.C. Un inventario che Campbell data al 306/305 a.C. e Yvon Garlan al 307/306 nomina una catapulta di tre spanne con molle di tendine. Nel III secolo a.C. ingegneri al servizio dei Tolomei, ad Alessandria, fissarono regole di proporzione per i lanciadardi e i lanciapietre. I pezzi metallici databili più antichi sono 21 rondelle di almeno sette macchine di varie dimensioni, trovate in una fattoria fortificata presso Efira, in Epiro, che i Romani distrussero nel 167 a.C.

Le molle erano fatte di corda di tendine animale. Gli autori antichi citano anche i capelli, compresi quelli delle donne, quando i tendini scarseggiavano. Un proiettile da catapulta pesava di solito da 13 a 18 kg, e le macchine pesanti più usate lanciavano circa 27 kg. Filone di Bisanzio giudicava che anche queste danneggiassero poco un muro da 160 m di distanza.

L’onagro aveva un solo braccio in una matassa orizzontale; un cuscino imbottito di paglia assorbiva il colpo quando il braccio si alzava.

I Romani adottarono l’artiglieria greca e chiamarono le macchine a due bracci baliste o scorpioni. Vitruvio le descrisse nel I secolo a.C. L’onagro a un braccio compare nelle fonti nel 353 d.C. Ammiano Marcellino, che servì nell’esercito romano nel IV secolo, lo descrive come due grosse travi unite da corde, da cui si alza un unico braccio terminato da una fionda, con un cuscino di crine imbottito di paglia per fermare il braccio. I soldati lo chiamarono come l’asino selvatico, che si diceva scalciasse pietre contro i cacciatori. Dal VI secolo il trabucco, mosso da uomini che tiravano funi e poi da un contrappeso, prese a poco a poco il posto dell’artiglieria a torsione.