Было два типа рычагов. Один – толстый и тяжелый, оканчивающийся углублением в виде ложки, другой тонкий и гибкий, с пращой из каната или кожи. Последний – более ранний и эффективный тип, использовавшийся греками и римлянами: он был легче, более упругий, отскакивал с большой скоростью и, с добавлением пращи, увеличивал "дальность выстрела" не менее чем на треть.
Баллистика была очень проста: чем больше машина и длиннее рычаг, тем шире описываемая им дуга и больше дальность полета снаряда. Снаряд, размеры которого варьировались в зависимости от размеров катапульты, обычно изготавливался из камня.
Чтобы зарядить и произвести выстрел, моток сухожилий скручивали до предела, камень помещали в пращу, и рычаг оттягивался назад с помощью ворота до постановки на замок.
Для запуска устройства замок открывался, рычаг выбрасывался вперед, праща открывалась и, резко ударившись о поперечную балку, установленную на двух стойках, выбрасывала снаряд вперед. Дальность полета снаряда весом 50 фунтов (порядка 23 кг) составляла приблизительно 500 ярдов (порядка 457 м).
Наиболее эффективные машины были изобретены и построены греками, у которых это искусство позаимствовали римляне, но с упадком империи уровень ее инженеров снизился, качество мотков сухожилий и рычагов упало. Нагрузки на рычаг были велики, и, чтобы их выдержать, требовалось большое умение при их изготовлении и хорошо выдержанное дерево. Это, очевидно, стало непосильной задачей, и последующие машины быстро выходили из строя. Сухожилия со временем теряли эластичность и прочность также, несомненно, в силу утраты опыта их подготовки.
В последующие века такие катапульты сменились на более громоздкие типы, в которых тонкий, гибкий, элегантный рычаг скорпиона заменили на короткий и толстый с углублением в форме чаши на конце. Такое изменение конструкции понизило ее эффективность и не способствовало ее применению в военных действиях. С тех пор катапульты постепенно стали исчезать с полей сражений как значимый фактор.
Требюше действует на принципе противовеса, то есть здесь работает гравитационный, а не торсионный принцип. Эта машина была огромна по сравнению с катапультой и значительно более мощная. Она могла метать снаряды весом от 200 фунтов (90 кг) до 300 фунтов (135 кг) на расстояние до 600 ярдов (500 м). Теоретически предела мощности требюше не было, его размеры и, соответственно, мощность были обусловлены только сложностью постройки и транспортировки. Некоторые крупные экземпляры имели поворотные рычаги длиной 50 футов (15 м) и противовесы до 10 т. Праща всегда была частью его оборудования. Иногда, кроме камней, могли использоваться и другие снаряды. Например, в осажденный город можно было забросить мертвую лошадь (или трупы умерших от болезней людей), вызвав эпидемию. Иногда послание с отвергнутыми условиями перемирия прибивалось к черепам неудачливых эмиссаров и, с помощью этой метательной машины, возвращалось в город. Чтобы вызвать пожар, за стены города могли забрасываться зажигательные смеси.
Машина, способная метать камни весом более 600 кг, находилась в составе генуэзской армии, посланной на Кипр в 1376 году. А в 24 машинах, захваченных королем Франции Людовиком IX в 1279 году при Дамиетте, было достаточно леса, чтобы построить забор вокруг лагеря французов. Требюше, использованный при осаде Акры крестоносцами в 1291 году, перевозился на ста телегах. Чтобы вывезти большую машину, загромождавшую башню Святого Павла в Орлеане и разобранную до начала обороны города от англичан в 1428–1429 годах, понадобилось 26 телег. Инженер Виллар де Оннекур, живший в XIII веке, описал требюше, имевший в качестве противовеса контейнер, вмещавший 50 т песка.
Один из последних случаев успешного применения уже изрядно позабытого к тому времени требюше описан Гийе (Guillet) в "Жизни Магомета". Автор пишет: "В 1480 году при осаде Родоса турки установили батарею огромных пушек, но христиане успешно противостояли пушкам с помощью нового изобретения. Инженер с помощью самых умелых плотников осажденного города построил машину, которая бросала камни гигантских размеров. Эти камни не позволяли врагу приблизиться, уничтожали брустверы, разрушали их подкопы, а в войсках, оказавшихся в пределах дальности полета грозных снарядов, устроили настоящую бойню".
Конечно, это не было новым изобретением, как пишет Гийе, а лишь воскрешением хорошо забытого оружия, которое новейшие (к тому времени) требования артиллерии вывели с поля боя. Возможно, последний раз подобная машина появилась на поле боя в 1521 году при осаде Мехико (Теночтитлана) Кортесом. В "Истории завоевания Мексики" Прескотт пишет, что, когда у испанцев кончились боеприпасы, один солдат, у которого внезапно пробудилась инженерная смекалка, построил требюше, который должен был вынудить город сдаться. Массивное сооружение было возведено, но, очевидно, теоретических знаний у честолюбца было больше, чем практического опыта, и машина развалилась при первом же выстреле.
Конструкция требюше проще, чем конструкция катапульты. Он состоит из основания, на котором закреплены две вертикальные рамы, на которых крепится ось, останавливающая вращающийся рычаг. На одном конце рычага находится праща, на другом – противовес. В дополнение к этому имеется ворот для установки рычага в позицию готовности к стрельбе, в которой он удерживается запором. Для загрузки рычаг находится в нижнем положении (противовес вверху). При освобождении рычага сила тяжести, действующая на противовес, поворачивает рычаг и выбрасывает снаряд.
Баллиста, в отличие от катапульты, выбрасывает снаряды по настильной траектории, в отличие от катапульты и требюше, которые стреляют по крутой навесной траектории. Существовало два типа баллист. Одна – метавшая quarrels, или болты (железные дротики с медным оперением), другая – стрелявшая небольшими каменными снарядами. Они использовались и в поле, и при осаде городов, и их размер зависел от поставленных задач. Меньшие модели использовались исключительно в оборонительных целях на стенах с бойницами. Более мощные экземпляры могли выпустить стрелу весом 5–6 фунтов (2,2–2,7 кг) на расстояние около 500 ярдов (460 м).
В римской армии баллисты ставились на колеса, тянулись мулами и назывались carro-balistae – карро-баллистами (баллистами на колесах). Стреляли из такой баллисты поверх тягловых животных. По словам Вегеция, каждый легион имел катапульты и онагры, которые тянули на тяжелых повозках волы, и карро-баллисты, которые обслуживали 11 солдат каждую. Таким образом, в состав римского легиона входило 55 карро-баллист и 10 онагров и катапульт, вооружение, которое может рассматриваться как дивизионная артиллерия легиона.
В реальности баллиста была гигантским арбалетом, закрепленным на станке. Она состояла из деревянного пьедестала, на котором была закреплена подвижная тележка, разделенная на три отдела. В двух внешних находились скрученные жгуты волокнистого материала, в каждый из которых вставляли по короткому рычагу. В центральном отделе располагались желоб, толкатель и система ворота. Толкатель крепился канатами ко второму концу каждого рычага. Еще имелся запорно-спусковой механизм, готовый в нужное время отпустить толкатель. Чтобы зарядить орудие и произвести выстрел, толкатель оттягивали назад так, чтобы жгуты скрутились еще больше, тем самым создавая толкающую силу. Затем перед ним помещали стрелу или небольшой камень, прицеливались и приводили в действие спусковой механизм. Толкатель, двигаясь вперед под воздействием энергии скрученных жил, толкал вперед снаряд. Примером пробивающей мощи выпущенного из баллисты снаряда может служить рассказ Прокопия о том, что во время осады Рима в 537 году Витигисом Остготским, королем Италии (в 536–540), он видел вождя готов, одетого в доспехи, пригвожденного к дереву стрелой из баллисты. А во время 13-месячной осады Парижа норманнами в 885–886 годах аналогично выпущенная стрела пробила тела нескольких воинов.
Последним представителем военных машин этого периода является arbalaster, или арбалет. И хотя его можно классифицировать как военную машину, он все же занимает промежуточное место между первыми военными машинами и первым примитивным огнестрельным оружием. Между прочим, его запоздалое появление предвосхитило и поздний уход со сцены. В некоторых странах Европы, например Германии и Голландии, арбалет фактически трансформировался в современное стреляющее оружие, предназначенное для спортивных целей, когда важно соблюдать тишину (при охоте на пернатую дичь и т. д.). В 1965 году советское правительство разместило заказ на арбалеты в фирме Джека Йомена в Клеркенвелле (Лондон) для ввода подкожных инъекций диким зверям. Такое оружие может быть использовано для поимки различного вида животных, включая слонов. Русские использовали его для ловли обезьян.