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最初的投石机结构很简单，一根巨大的杠杆，长端是用皮套或是木筐装载的石块，短端系上几十根绳索，当命令下达时，数十人同时拉动绳索，利用杠杆原理将石块抛出。
最早将投石机应用到战争之中是战国时期的楚国，秦将李信攻楚时，楚军准备了大量的投石车，就在秦军渡河之时，天上的石块如飞蝗而至，秦军大败。
东汉末年的官渡之战时，袁绍在曹营外筑起楼橹，堆土为山，用箭俯射曹营。谋士刘晔向曹操献计，设计出一种名为“霹雳车”的投石机，摧毁了袁军的楼橹，官渡的形势转危为安。
刘晔设计出来的霹雳车，已经是非常的先进了，可以抛射越大的石块，射程也比之前的投石机要远的多。
不过投石机有一个最大的弱点，那就是体积笨重，机动性差，一次只能抛射一枚石块，如果想要达到较好的攻击效果，就必须同时准备数量众多的投石机。
而且攻城的时候，如果敌方事先有准备，在城墙上悬挂湿牛皮的话，可以瓦解投石机的进攻。
有鉴于此，马钧集毕生的所学，研究新式的投石机，他从诸葛连弩上面获得了启发，采用了轮式设计，在一个大木轮的上面，悬挂多个石块，在使用的时候，机械转动轮子，就可以将石块接连不断地发射出去了。
由于攻击密度的增加，便使得敌方的防御捉襟见肘，顾东顾不了西，可以将投石机的威力发挥到最大。
马钧在朝为官的时候，就曾向朝廷上书，建议改进军中目前使用的投石机，但朝廷对他的建议并没有采纳，这个计划最终也就搁置了。
等到明帝驾崩，曹芳即位，正是大将军曹爽主政之时，马钧虽然已经辞官致仕，但对改进投石机还是念念不忘，于是和傅玄商议，由傅玄带着图纸前去拜见曹爽，希望曹爽可以采纳这个建议。
曹亮呵呵一笑道：“傅兄，这个图纸可否借我一看？”
傅玄有些为难，毕竟这不是他的东西，在没有得到马钧许可的情况下，又怎么可能随便拿出来给别人看呢？
傅玄看向了马钧，马钧却是点头示意可以，但他的眼角，却露出不屑的目光，似乎觉得给曹亮看一下也没啥，这些官宦子弟，又如何能懂得机械。
于是傅玄将图纸递给了曹亮，曹亮让阿福阿贵左右执着将图纸展开，自己仔细地端详起来。
马钧轻轻地哼了一声，显然曹亮看图纸的方式让他很是不满，纯粹是在装模装样，不懂装懂，这种人，马钧可是见的多了。
傅玄则问道：“怎么样，曹兄，马先生的大作精妙否？”
他原本以为曹亮会说出一些赞美的话来，那知曹亮一出口，差点没把马钧给噎了半死。
“依我看，你这个发石机可不咋地！”