El primer artilugio bélico conocido de forma precisa aparece citado en la obra de Heron. Este autor lo menciona como gastraphetes (vientre - arqueado), aunque hay muchos problemas terminológicos en cuanto a su denominación. Para su funcionamiento utilizaba la tecnología de no - torsión y este nombre se debía a que para tensarlo era necesario que fuera apoyado en el estómago.
Tras la puesta en marcha del arco compuesto, las posibilidades reales de los hombres para poder arrojar proyectiles de mayor tamaño y a una distancia mayor habían quedado totalmente limitadas, pues la fuerza humana había alcanzado el máximo de sus posibilidades (FILON DE BIZANCIO, Belopoeica, 71).
Por este motivo, fue necesaria una revolución tecnológica que mejorara las armas existentes hasta ese momento con el fin de adaptarlas a la evolución que estaban sufriendo los sistemas de fortificaciones.
El gastraphetes constaba fundamentalmente de dos partes: el cuerpo y el arco. A su vez, el cuerpo tenía dos secciones:
- El bastidor sólido y fijo al arco.
- El resbalador, igual de largo que el bastidor, y que se podía mover hacia atrás y hacia delante en un surco ensamblado a una cola de milano.
La máquina se completó con una serie de mecanismos como eran un trinquete en el bastidor, un mecanismo de disparo y un surco en el resbalador. El arquero ordinario no podía desarrollar más su potencial pues las limitaciones físicas le impedían tensar más la cuerda, por lo que se hizo necesaria la introducción de estos dispositivos.
A pesar de estos avances, a grosso modo, el gastraphetes no dejaba de ser más que un arco de grandes dimensiones en cuanto a su circunferencia, que había sido montado sobre un marco de madera. Se le habían añadido varios mecanismos complejos para facilitar el trabajo de los artilleros que, difícilmente, podrían haberlo manejado del mismo modo que un arco sin esta ayuda.
El arco usado en el gastraphetes resultaba ser demasiado fuerte para que un hombre pudiera tensarlo directamente con la mano, por lo que el artificiero tenía que apoyar el arco contra sí mismo y forzar el arco en movimientos sucesivos hasta llegar a su punto máximo. Para solucionar este problema, se insertó un perno en un canal semicircular entre las filas de surcos. Por medio de un mecanismo disparador era posible lanzar la flecha fuera del arco.
Sin embargo, y a pesar de la información aportada, la obra de Heron deja abundantes lagunas que no pueden ser subsanadas de ninguna forma. La más importante quizás sea la que hace referencia al arco. En ningún momento se describe el material del que estaba hecho, lo que ha llevado a grandes discrepancias en torno al tema. Algunos autores (SCHRAMM, 1980) consideran que el arco estaría construido en acero resistente, aunque la mayor parte de ellos (MARSDEN, 1999 a, 5 -13) estiman que lo más probable es que en el mundo grecorromano no se pudiera producir acero de esa calidad y en suficiente cantidad como para producir arcos de ese tamaño. Por otro lado, si el gastraphetes hubiera utilizado como material constructivo el acero, la resistencia y potencia de esta máquina, raramente, podría haber sido superada por la tecnología de torsión.
Lo más probable es que el arco del gastraphetes tuviera una composición muy semejante a la de los arcos compuestos del mismo periodo. Así, constaría de una tira central de madera que proporcionaría elasticidad, de un tendón de animal en la parte exterior y de una serie de pedazos de cuerno en la interior. De esta forma, se dotaba a la pieza de una elasticidad extraordinaria que no repercutía en la resistencia del conjunto.
El alcance de este ingenio se situaría alrededor de los 250 metros, 50 metros más de lo que conseguía el arco compuesto. Este incremento en la distancia, aunque no desmesurado, resulta significativo para el periodo en el que nos estamos moviendo. Su impacto bélico sería terrible sobre contingentes de soldados que, conociendo las limitaciones en cuanto a distancia de los arcos compuestos, creerían estar fuera de la línea de fuego enemiga, siendo abatidos por los disparos de este ingenio. Al mismo tiempo, gracias a la complejidad de los mecanismos introducidos por el gastraphetes, también se facilitaba apuntar de forma más precisa.
Las máquinas de no - torsión posteriores al gastraphetes añadían dos elementos adicionales como eran el torno y la base. Estos componentes permitían superar las limitaciones impuestas por esta primera máquina y mejorarla en cuanto a potencia de fuego, algo que también influyó en el aumento de su tamaño.
Sin embargo, resulta problemático saber cuando se produjo la introducción de estos dos mecanismos, pues tanto Heron como Biton no aclaran en que momento histórico sucedió.
Sí que se sabe que, en torno al año 375 a. C., se desarrolló el oxybeles. Esta máquina seguía el mismo sistema de funcionamiento que el gastraphetes pero añadía una base de grandes dimensiones sobre la que se apoyaba. Este elemento se había vuelto necesario, pues la máquina era mucho más grande y pesada que su predecesora.
El arco compuesto, de un tamaño mucho mayor que el del gastraphetes, era descorrido por medio de un torno y palancas, lo cual permitía conseguir una mayor potencia y exactitud en los disparos. El alcance de estas máquinas era tal que podían perforar las armaduras de los soldados a una distancia de hasta 400 metros.