其實早在三國時期，就有簡單的攻城器械和投石設備了，這些新奇的戰爭機械，給當時的軍隊官兵帶來了很大的震撼。
後人在研究官渡之戰時，不少人對袁紹的作戰指揮表示了十分的不屑。兵法有云：「故用兵之法，十則圍之，五則攻之，倍則分之，敵則能戰之，少則能逃之，不若則能避之。故小敵之堅，大敵之擒也。」。既然袁紹的人馬三倍於曹操，為什麼不圍了曹操呢?光打圍困戰就可以耗死曹操啊。那麼當時的形勢按兵書上那樣做就真的可行嗎?孫子兵法雖然提到了雙方兵力如何時該採取何種戰術，但是兵書卻沒有說到武器啊，那麼在海陸空全面佔領的今天，我們遙想一下，一千多年前的三國時代是怎麼打「空中作戰」的呢?
按孫子兵法所說，沒有十倍於敵軍的兵力，是不可能八面包圍敵軍的，這賬好算得很：包圍敵軍，屬平均分配兵力，而被圍的軍隊卻有隨時集中一點的主動權，一旦敵軍突圍或突出作戰，全局上，不十倍於敵，在局部上就極難組織起強於敵軍的兵力。
按史載，「紹既並四州之地，眾數十萬……於是簡精兵十萬，騎萬匹，欲出攻許」。幾場外圍戰下來，袁紹兵損不過萬，也就是說，現在袁軍還應有精兵十萬出頭;而曹軍呢?總數史未詳載，但從曹操孤注一擲地抽調二線兵力集中於官渡前線來看，總數應該三萬出頭，所以袁紹不可能進行包圍全殲的戰法，處於守勢的曹軍陣勢密集，也無法進行分割逐步圍殲，現在採取的半包圍態勢的進攻戰術應該是正確的。
從官渡發生戰事以來，曹操在關羽出走後抽調了幾乎所有能抽調的部將來到了官渡，守宛城的曹洪、守陽翟的曹仁、揚武將軍張繡，還有撤出陽武的徐晃，現在也已經集中起了所有能集中的兵力固守官渡。
只是因為官渡實在丟不起。官渡地處鴻溝上游，在東漢末年是許都北面的門戶，為汴水的起點。當時的鴻溝運河西連鞏洛，東下淮泗，而官渡實為鄴城進軍許都的陸上交通要道加水路樞紐。官渡若失，許都便將直接面對袁軍的攻擊。
官渡無城，曹操是據要道結營寨固守，袁紹則針鋒相對，沿官渡外圍依托沙堆紮下十餘處營寨，立足於慢打硬耗;逼得曹操只得分營十餘處相拒，這樣一來，曹軍能用來機動作戰的兵力已經不足萬人。
但是，要想輕易地攻破一個營寨卻不是那麼容易，即使攻方人再多，能實際接觸作戰的肯定還是少於防守的人，因為守軍可以密集排列，進攻方卻絕對不能，貼近營寨後，守軍的檑木、巨石便使士兵的盾牌失去了護身的作用。
這裡有一個關鍵處：就是守軍處於居高臨下的位置，高大的寨牆既是進攻者難以逾越的障礙，又能掩護住守軍不受攻擊，所以，進攻方即便是付出數倍於守方的傷亡，能否接近至寨牆也是難說的事。
對官渡曹操營寨的進攻，袁紹接受了謀士參謀們的意見，從一開始就把它演化成了爭奪高度的戰鬥，袁軍沒有直接進攻營寨，而是在離寨牆一定距離聚起了無數的土山，等到快要堆到與曹軍營寨等高的時候又用樹木在上面搭起了高高的木架，由步兵掩護著弓弩兵上到木架的閣樓之上，這下攻守雙方的地利交換了。
居高臨下的袁軍弓弩兵得意了，曹軍寨牆內被一覽無餘，守軍的檑石等防守重器不能及遠，用不上，所有的防守士兵都成了袁軍弓弩的靶子，士兵們人人自危，幾乎所有的人蹲在工事內還要頭頂著盾牌，這日子怎麼過得下去?
隨著高架之上袁軍得意的嘲笑聲，傳來的還有時刻不絕於耳的「新聞聯播」：討伐曹操的戰前檄文、誘惑士兵們放下武器的優惠條件、青兗二州的家鄉小調、巨額懸賞曹操首級的戰地公告，連爺爺割下身、親爹買太尉、曹操小時偷媳婦、大了玩寡婦的韻事都編成了段子，長篇連載了出來。
精神原子彈的威力更是非同小可，曹軍的士氣日益低下，而將軍與謀士參謀們卻無可奈何，有人建議不計傷亡也要出擊拆了那些武攻文罵的高架平台，被曹操阻止了，那正中袁紹的下懷，就等著曹軍出來送死呢。
冷兵器時代的對空作戰確有難度，以弓弩兵對射了一天曹操便發覺不妥，箭矢這東西造難耗易，對有閣樓嚴密防護的敵人很難造成有效的殺傷，卻要把大量的寶貴的利器白送與敵軍。也許這就是袁紹的最根本目的之一，箭矢耗用完了，那曹營也就到了被攻破的時候。
怎樣摧毀那些高架上的閣樓呢?人到急處自生智，曹操也當了一回發明家，琢磨出了一種能拋擲石塊的車子，具體是什麼原理史未詳載，也沒有實物給後人留下來，大體判斷與近代西方的擲石機原理可能不大相同，應該是在特定的地理環境下使用的一種能拖拽或推著前進的車子。
這種車子應該有一根或兩根長桿，在順置的桿子頂端設一個能放石塊的裝置，利用車子的慣性，在高速使車子前進時強制車子突停，使長桿高速變向豎起，借其力把石塊拋甩向前方，估計準頭肯定不會那麼如人心意，但如果多了呢?漫天亂飛的石塊那威勢肯定是相當驚人的。
我們憑空想像，自然不知道效果如何。但是曹操卻在沒有實踐經驗的基礎上完成了這項發明，並且用於實踐，關鍵在於效果還不錯。這投石機把袁紹在土山上的高櫓射樓全都摧毀了。這項武器讓袁紹軍隊十分恐懼，並且給他起了個威風的名字叫霹靂車!在沒有飛行的古代，這樣的空中投擲已經算是很強的「空中戰鬥」了，那麼既然曹操佔領了空路，袁紹就果斷轉地下了跟曹操玩起了地道戰。