Общие сведения
В узком смысле, возникшем у римлян, катапульта обозначает двухплечевой торсионный стреломет, где в отличии от баллисты, стреляющей камнями навесом, стреловидные снаряды запускались по настильной траектории. Буквально слово катапульта, или на древнегреческом катапелтай, переводится как "против [ката] щита [пелтай]" (Суда, pi 955). То есть катапульта является оружием, способным пробивать защиту воина на расстоянии. У Плутарха ("Деметрий") сообщается как о некой диковине о специальном доспехе из железа, способным выдержать выстрел катапульты. Александр Македонский при осаде Газы был тяжело ранен в плечо стрелой из катапульты, пробившей насквозь щит и панцирь (Арриан, 2.27). Сам Александр применял катапульты в полевом бою.

Такой стреломёт назывался также эвтитон у греков (то есть стреляющий горизонтально, хотя иногда авторы трактуют значение греческого слова как элемент конструкции стреломёта) в противоположность палинтонону (стреляющему навесом камнемёту), также скорпион у римлян. В более широком смысле катапульта обозначала у греков и более поздних авторов все виды античных метательных машин. Диодор (17.26), рассказывая об осаде Галикарнаса в 334 до н. э., упоминает о катапультах, стреляющих дротиками.

У греков слово катапульта обозначала просто метательное оружие, и к слову катапульта они добавляли другое слово, обозначающее вид снаряда, стрела или камень. У римлян значение слова катапульта приобрело вполне определенный смысл. Древнеримский автор I в. до н. э. Витрувий четко относит катапульты к типу стрелометов, а баллисты к камнеметным машинам.

Римский стреломёт, именуемый во времена поздней империи карробаллистой, так как устанавливался на повозкеОднако во времена Поздней Римской Империи стрелометы стали называть баллистами, и с тех пор царит путаница — часто баллистами называют стрелометы (катапульты), и наоборот, катапультами называют камнеметные машины типа онагров. Согласно автору IV в. Вегецию на вооружении римского легиона состояло 55 карробаллист, которые представляли собой не что иное, как установленные на повозку стреломёты (2.25):

«Обычно каждая центурия имеет свою “карробаллисту” (баллисту, поставленную на повозку), к которым приписываются мулы для перевозки и по одному человеку из каждой палатки, т.е. 11 человек, для ее обслуживания и наводки. Чем эти баллисты больше, тем дальше и сильнее они бросают стрелы. Они не только защищают лагерь, но и в поле они ставятся позади тяжеловооруженной пехоты. Силе их удара не может противостоять ни вражеский всадник, одетый в панцырь, ни пехотинец, защищенный щитом. Таким образом, в одном легионе обычно бывает 55 карробаллист.»

Изобретение катапульты
Диодор (14.42) приписывает изобретение катапульты в 399 до н. э. сиракузскому тирану Дионисию I, который собрал ремесленников в Сиракузах на Сицилии, чтобы те изготовили ему передовое оружие. Дионисий положил ремесленникам высокое жалованье, щедро одарял и приглашал к столу, а те в ответ создали катапульты разных видов, изготовили комплекты доспехов, построили новые мощные типы весельных судов. Уже в 397 до н. э. Дионисий применили стрелометы с берега против кораблей Карфагена (Диод., 14.50). Новое оружие нанесло немалые потери и оказало большой психологический эффект на карфагенян.

Баллисты появились несколько позднее катапульт, впервые упоминаются в походе Александра Македонского.

Принцип действия

Средневековая катапульта для обороны крепостиОсновные сведения об устройстве катапульт и других метательных машин оставили авторы I в. до н. э. римлянин Витрувий, греки Герон Александрийский ("Belopoeica") и Филон из Византия.

В отличии от лука, где кинетическая энергия обеспечивается упругостью согнутых плеч лука, в катапультах и баллистах энергия запасается в скрученных пучках (жгутах) малоэластичных волокон. Рычаг, вставленный одним концом в закрученный жгут, стремится раскрутиться, разгоняя другой конец рычага до большой скорости. Таким образом каждое плечо катапульты состоит из горизонтального рычага, вставленного в закрученный с определенным усилием жгут, а также основания или рамы, куда вертикально крепится жгут. Оба плеча катапульты соединены тетивой, оттянуть которую возможно только с помощью лебедки. Между рычагами установлена направляющая балка для направленного полета метательного снаряда: камня в баллисте и стрелы в катапульте.

Древнеримский автор I в. до н. э. Витрувий в своем трактате «Десять книг об архитектуре» приводит данные о конструкции катапульт (10.10-12) :

«Пропорции катапульты и скорпиона зависят от длины стрелы, для которой предназначено орудие. Размер квадратного отверстия, через которое проходят торсионные жгуты, должен составлять одну девятую от этой длины... Жгуты скрученны либо из женских волос или кишок...
Закрутка жгута осуществляется до такой степени, когда жгут после удара по нему рукой издает ровный мелодичный звук по всей длине, такой же звук должен быть в другом жгуте...»

У греков Геронa и Филонa все размеры катапульты также привязаны к длине стрелы (W. Smith, Dictionary of Greek and Roman Antiquities, Tormentum):

Длина стрелы Поперечный размер жгута Вес стрелы Вес катапульты Расчет
70 см------------- 7.6 см-------- 225 г---------- 38 кг------------ 2-3 чел.
90 см------------ 10.1 см
114 см----------- 12.7 см
137 см----------- 15.2 см--------1.8 кг---------- 262 кг---------- 5 чел.

Катапульта стреляет по настильной траектории относительно легкими стрелами, обеспечивая высокую точность попадания; баллиста предназначена для поражения групповых целей методом навеса, то есть под высоким углом возвышения, чтобы послать тяжелый снаряд как можно дальше. Из сообщений античных авторов можно сделать вывод, что из катапульты удавалось прицельно поражать одиночных людей на большой дальности.

Наконечники стрел для катапульт длиной от 4 до 7 см (III-I вв. до н. э.)Некоторые подробности по устройству катапульт, называя их балистрами, приводит ранневизантийский (VI в.) автор Прокопий Кесарийский («Война с готами», 1.21): направляющая сделана из железной штанги; стрела вкладывается в выдолбленную деревянную колодку, которая приводится в движение тетивой.

«Когда из этой машины хотят стрелять в неприятелей, то, натягивая при помощи короткого каната, заставляют сгибаться деревянные части, которые являются краями лука, а в ложбинку колодки кладут стрелу длиною в половину тех стрел, которые пускаются из обыкновенных луков, толщиною же больше в четыре раза. Перьями, как у обычных стрел, они не снабжены, но вместо перьев у них приделаны тонкие деревянные пластинки, и по внешнему виду они совершенно похожи на стрелу. К ней приделывают острый наконечник, очень большой и соответствующий её толщине; стоящие по обе стороны при помощи некоторых приспособлений с великим усилием натягивают тетиву, и тогда выдолбленная колодка, двигаясь вперед, выкидывается и с такой силой выбрасывает стрелу, что её полет равняется минимум двойному расстоянию полета стрелы из простого лука.»

В работе Афинея Механика, автора I в., цитируются достижения древнегреческого инженера Агесистрата, который послал 70 см стрелу (наименьший калибр стреломёта) на 3 с половиной стадии, то есть за 600 м, а тяжелая катапульта послала стрелу в 1.77 см за 700 м. Германский артиллерийский офицер Шрамм в начале XX века строил и испытывал античные метательные машины. Ему удалось метнуть 90 см стрелу катапульты на 370 м. По опубликованной информации других энтузиастов для стрел длиной от 0.7 до 1.2 м удавалось достигнуть дальнобойности в 300 м.