Katapultok háborúban és békében

2019-ben a repüléssel foglalkozók körében riadalmat keltett, hogy a francia légierő egyik vadászgépén mintha magától indult volna be a katapultáló szerkezet, és 760 méteres magasságban kilőtte a pilóta melletti ülést és azzal együtt a rajta ülő vendéget a gépből. Az ezt követő vizsgálat során kiderült, hogy nem a szerkezet vált megbízhatatlanná, hanem emberi hiba idézte elő az aktiválását.

A torziós kötegeket használó ballista a rómaiak egyik leggyakrabban használt hajítógépe volt. Az alapja megtervezésénél gyakorlatilag az íj szerkezetéből indultak ki, csakhogy itt a megcsavart szálkötegek ereje akár 400 méter távolságra is képes volt kilőni a ballista kisméretű, 4-4,5 kg súlyú lövedékét.

A pilóta a szokásosnál erőteljesebben emelte föl a gépet a földről, amitől a vendége megijedt, és kapaszkodót keresve véletlenül épp a katapultot beindító kart ragadta meg. A kilövését tehát tudtán kívül ő maga indította be. (A történetről részletesen itt olvashatsz.) Szerencsére baj nélkül földet ért, és a régóta használatban lévő katapultok hírnevét sem csorbította végül az esemény.

Az ókori háborúk háromféle gépe

A hajítógépek vagy katapultok története azokkal a mechanikus szerkezetekkel kezdődött, amelyeket az ókori háborúkban a nagyobb kövek kilövéséhez használtak. A szó egyébként a görög katapeltész kifejezésből ered (kata=ellen, palló= hajít), ezt vette át azután a latin nyelv catapulta formában. A lőpor feltalálása előtt a katapult volt az ókor és a középkor meghatározó ostromgépe, illetve tábori tüzérsége.

A hajítógépek előtt már voltak egyszerűbb lövedékvetők is, de ezeket kizárólag emberi erővel hoztak működésbe, ezért csak rövidebb távolságra tudták eljuttatni a köveket. A katapultok már képesek voltak a mechanikus energia tárolására és a felszabadítására, miáltal nagyobb távolságra tudtak lőni. Európában az első katapultokat az ókori görögök alkalmazták az i. e. 400-300-as években. A filozófus Arisztotelész is írt ezekről a gépekről a Politika című művében, a matematikus Arkhimédész pedig maga is épített hajítógépeket egyéb rafinált hadigépezetei mellett.

Az ellensúllyal működő katapultokkal hatalmas köveket tudtak elhajítani. Ezen a középkori műszaki rajzon a szerkezet ellensúlyát egy kövekkel és földdel megrakott hatalmas faláda adta. A hajítógépek legbonyolultabb változatai az ún. trebusék voltak, amelyek például Szaladin egyiptomi szultán hadseregében is jelentős szerepet játszottak, a Szentföld elleni hadjárataiban.

A leírások szerint különböző méretű és fajtájú gépeket alkalmaztak, amelyekről azonban csak hiányos és pontatlan dokumentumok maradtak fenn, és mivel a gépek fából készültek, a régészeti leletek közt igen keveset találni belőlük. Hogy mégis viszonylag teljes képet kaptunk ezekről, az annak köszönhető, hogy az 1860-as években a mérnököket és ballisztikusokat érdekelni kezdte a téma. Ekkor többféle kutatásba, kísérletbe is belekezdtek, és akadt, aki a rendelkezésre álló adatok alapján újra felépítette és ki is próbálta az ókori szerkezeteket. Mindezek alapján az derült ki, hogy az ókori katapultokhoz jellemzően háromféle eszközt használtak: rugót, torziós (vagyis csavart) szálköteget vagy fonatot és ellensúlyt. A gépeket tehát ezek alapján lehet három típusba besorolni. A katapultokkal nemcsak köveket, hanem lándzsákat és nyilakat is kilőttek.   

Az ókorban és a középkorban ezek közül a torziós szálkötegekkel működő ostromgépek voltak a legnépszerűbbek. Amikor ezeket a 19-dik században rekonstruálták, azt tapasztalták, hogy akár a 365 méter hatótávolságot is elérhették velük, ha a lövedék nem haladta meg a 22 kilogrammot. Az ellensúllyal működtetett hajítógépek ezt a hatótávolságot csak ritkán közelítették meg. Ugyanakkor ezeknek is megvolt a maguk előnye: a hatalmas ellensúlynak, az erőkar hosszúságának és erős ácsolásának köszönhetően ezekkel akár 100 kilogrammnál nehezebb lövedéket is célba lehetett juttatni.

A kutatásokban élen járó mérnök, Sir Ralph Payne-Gallwey ezekből is felépített néhányat. Az ő számításai alapján a legnagyobb akár 9070 kilogramm is lehetett, a hajtókara 15,2 méter hosszú volt, és akár egy 136 kilogramm súlyú lövedéket is el lehetett hajítani vele. Mivel azonban ezek a szerkezetek általában igencsak nehezek voltak, ezért a harcoló felek csak az ostromokhoz állították fel, a táborok védelmére vagy megtámadására nem használták. A hatalmas ellensúlyhoz megfelelő csörlők és egyéb segédeszközök is kellettek, amelyeket több ember működtetett.

A 24. hu katapultálásról szóló cikkében lassított felvételben is láthatjuk a kilökődés folyamatát.

A középkorban a rugós hajítógépek váltak népszerűbbekké. Ezekkel nyilakat és köveket egyaránt kilőttek, s ehhez egy vagy több rugalmas kar (íjnál kettő) illetve rétegelt falemez erejét használták. Legelterjedtebb formája az állványra szerelt íj volt, amelyet azonban várak vagy városfalak ostromlásához nem lehetett használni, csupán kisebb akciókhoz. Rekonstruált változatai azt bizonyították, hogy ezekkel legfeljebb 146 méterre tudtak eljuttatni egy követ vagy egy nyilat. Később azonban (már a puskapor feltalálása után), az első világháború idején kifejezetten ezek voltak a legalkalmasabbak a lövészárkokban folytatott harcokhoz. Ekkor kis méretben készítették el ezeket a katapultokat, amelyekkel könnyen tudtak gránátokat áthajítani az ellenség nem túl távoli állásaiba.

A középkorban előfordult, hogy a katapultokat – elsőként ebben a műfajban – biológiai hadviselésre használták. Különösen a járványok idején volt gyakori, hogy az éppen aktuális betegségben (például pestisben) elhunytak tetemeit lőtték át katapultokkal az ellenség hadállásaiba, de oszladozó állati tetemeket is felhasználtak „lövedékekként”.

A modern katapultok

A repülőgépek megjelenésekor merőben más szerepet kapott a katapult: elsősorban azt segítette, hogy ha egy pilóta veszélybe került – például mert kigyulladt a gépe –, akkor nagy magasságban is gyorsan és biztonságosan el tudja hagyni a fedélzetet.

Az utóbbi időkben számos kísérletet folytatnak azzal a céllal, hogy a repülőgéphordozó anyahajók gőzkatapultjait elektromágneses szerkezetekkel váltsák fel. Ezek során időnként meglehetősen viccesnek is láthatunk egy-egy helyzetet. (Lásd a 444.hu cikkét.)

A járműből kilőhető, ejtőernyővel felszerelt ülést először 1929. augusztus 25-én tesztelték a Párizs Orly repülőtéren. A repülőgép ülése alá épített fedélzeti katapultot pedig első alkalommal 1942. január 13-dikán tesztelték. Egy német pilóta, Helmut Schenk volt az, aki éles körülmények között használta arra a katapultülést, hogy megmentse az életét. (Ezt megelőzően a bungee jumpingnál használt kötélhez hasonló elasztikus kötéllel kísérleteztek, de ennél meglehetősen nagy volt a balesetveszély.) A katapultálás megtervezésénél igen sok szempontot figyelembe kell venni, ezért ezek fejlesztésén még ma is folyamatosan dolgoznak. (Az ülésről részletesen olvashatsz itt.).

Mindezek mellett fontos szerepet töltenek be a katapultok a tengereken is, ahol kis alapterületű anyahajókról indítanak útnak repülőgépeket. Az itt használt katapultok gőzzel működő szerkezetek, amelyeknél a repülőgép alatti sínben a nagynyomású gőz egy dugattyút mozdít el, amely beindít egy turbinát. A repülőgép felgyorsításához a repülőgép-hordozó gőzturbináját ellátó, nagynyomású gőzt használják fel. (További olvasnivaló a Wikipédián.)

Mint látható, a katapultok alapvetően a háborúk eszközei, ami nem jelenti azt, hogy békésebb körülmények közt nem találkozhatunk velük. Így például bizonyos versenyágaknál, például az agyaggalamb- és koronglövészetnél is használnak katapultokat. Ezek természetesen sokkal kisebbek a háborús szerkezeteknél, és arra valók, hogy fellőjék az agyaggalambokat vagy korongokat. És ha meggondoljuk, hogy a sportág hajnalán még élő galambokkal gyakoroltak, akkor elmondhatjuk, hogy ezek a kis hajítógépek ugyanolyan életmentő szerepet töltenek be, mint a vadászgépek fedélzetein elhelyezett nagyobb katapultok.

Lévai Júlia