花火のしくみ

Jun 30 2000
空中花火ショーに行ったことがあるなら、花火には独自の魔法があることをご存知でしょう。彼らがどのようにしてそのような信じられないほどの色やデザインを作るのか疑問に思ったことはありませんか?これらの花火についてすべて学びましょう!
花火は魔法のように見えるかもしれませんが、その背後にある科学は理解しやすいです。花火と爆竹がどのように機能するかを学びます。

あなたが空中花火に行ったことがある場合は、遊園地、で示しbaseba-LLゲーム7月のお祝いのか大晦日の第四は、その後、あなたは花火がすべて独自の特殊な、美しい魔法を持っていることを知っている-良いショーは絶対に素晴らしいです。

この魔法がどのように機能するのか疑問に思ったことはありますか?これらの美しいディスプレイを作るために何が空に打ち上げられますか?この記事では、爆竹、線香花火、空中花火についてすべて学びます。

米国のほぼすべての人が、独立記念日または大晦日のお祝いのいずれかで、花火を個人的に体験しています。たとえば、線香花火と爆竹の両方を見たことがあるでしょう。これらの2つの花火装置を理解していれば、空中花火を理解するための準備が整っていることがわかります。線香花火は花火から明るく輝くを得る方法を示し、爆竹は爆発を起こす方法を示します。

爆竹は何百年も前から存在しています。それらは、黒色火薬(火薬としても知られています)または閃光粉のいずれかで構成されており、火薬を点火するためのヒューズが付いたタイトな紙管に入っています。ロケットエンジンのしくみで簡単に説明されている黒色火薬には、木炭、硫黄、硝酸カリウムが含まれています。爆竹で使用される組成物は、爆発を明るくするために、木炭の代わりに、または木炭に加えてアルミニウムを含む場合があります。

線香花火は爆竹とは大きく異なります。線香花火は長期間(最大1分)にわたって燃焼し、非常に明るくシャワーのような光を発します。線香花火は、線香花火の燃焼部分を取り囲む火花の球のために、しばしば「雪玉線香花火」と呼ばれます。あなたが見れば特許番号3862865:花火組成、あなたは花火が、いくつかの異なる化合物で構成されていることがわかります。

  • 燃料
  • 酸化剤
  • 鉄または鋼の粉末
  • バインダー

酸化剤の議論については、この今日の質問を参照してください-硝酸カリウムは非常に一般的なものです。燃料は、黒色粉末として、炭および硫黄です。バインダーは、砂糖やでんぷんことができます。これらの化学物質は水と混合されてスラリーを形成し、ワイヤーにコーティングするか(浸漬することにより)、チューブに注ぐことができます。乾いたら、線香花火ができます。あなたがそれを点火すると、線香花火は(タバコのように)一方の端からもう一方の端まで燃えます。燃料と酸化剤は他の化学物質と一緒に比例しているので、線香花火は爆竹のように爆発するのではなくゆっくりと燃えます。

花火には、明るくきらめく火花を出すために、アルミニウム、、鋼、亜鉛、またはマグネシウムのほこりが含まれているのが非常に一般的です。金属フレークは、白熱灯になって明るく輝くか、十分に高い温度で実際に燃えるまで加熱されます。さまざまな化学薬品を追加して色を作成できます。

次のセクションでは、花火大会で見られるような空中花火について見ていきます。

空中花火

空中花火は、7月4日の独立記念日ショーで見られるかもしれない大きくてカラフルな花火です。

空中花火は通常、次の4つの部分で構成されるシェルとして形成されます。

  • コンテナ-通常、貼り付けられた紙と紐が円筒形に形成されます
  • -線香花火のような組成の球、立方体、または円柱
  • バーストチャージ-シェルの中心にある爆竹のようなチャージ
  • ヒューズ-シェルが適切な高度で爆発するように時間遅延を提供します

シェルのすぐ下にあるのは、リフティングチャージを含む小さなシリンダーです。

シェルはから起動されるモルタル。モルタルは、シェルを発射するためにパイプ内で爆発する黒い火薬の持ち上げチャージを備えた短い鋼管である可能性があります。リフティングチャージが発射されてシェルが発射されると、シェルのヒューズが点灯します。シェルが正しい高度に上昇する間にシェルのヒューズが燃焼し、破裂したチャージに点火して爆発します。

空中花火大会で使用されるシンプルなシェル。青いボールは星で、灰色は黒い火薬です。粉末は、バーストチャージであるセンターチューブに詰められます。それはまたそれらを点火するのを助けるために星の間に振りかけられます。

単純なシェルは、星と黒い火薬で満たされた紙管で構成されています。星にはさまざまな形やサイズがありますが、単純な星は、エンドウ豆や10セント硬貨のサイズのボールに形成された線香花火のようなものとして想像できます。星はチューブに注がれ、黒い火薬に囲まれます。ヒューズがシェルに焼き付くと、破裂した電荷に点火し、シェルを爆発させます。爆発は星の外側に点火し、星は明るい火花のシャワーで燃え始めます。爆発によって星が四方八方に投げ出されるので、花火大会でおなじみの巨大な輝く光の球体を手に入れることができます。

マルチブレイクシェル

より複雑なシェルは、2つまたは3つのフェーズでバーストします。このようなシェルはマルチブレークシェルと呼ばれます。それらは、より柔らかくまたはより明るい光、多かれ少なかれ火花などを作り出すために異なる色と組成の星を含むかもしれません。いくつかのシェルは空でパチパチ音を立てるように設計された爆発物、または星と一緒に外側に爆発する笛を含みます。

マルチブレークシェルは、他のシェルで満たされたシェルで構成されている場合もあれば、追加のシェルを使用せずに複数のセクションを持っている場合もあります。マルチブレークシェルのセクションは、さまざまなヒューズによって点火されます。あるセクションの破裂が次のセクションに点火します。シェルは、各セクションが順番に爆発して明確な個別の効果を生み出すように組み立てる必要があります。セクションを分解する爆発物は、破壊チャージと呼ばます。

次に、展示中に花火がさまざまなパターンで爆発する様子を見ていきます。

花火大会

パターンこと空中シェル空の塗料はシェル内部スターペレットの配置に依存します。たとえば、ペレットが円の中に等間隔に配置され、円の中に黒い火薬がある場合、円の中に等間隔に配置された小さな星の爆発の空中表示が表示されます。空に特定のフィギュアを作成するには、星のペレットでフィギュアの輪郭を作成し、それらをブレークチャージの層でグループとして囲み、シェルの残りの内容から同時に分離し、内部に爆発物を配置しますそれらのペレットを外側に吹き飛ばして大きな形にします。各充電は正確に適切なタイミングで点火する必要があります。そうしないと、すべてが台無しになります。

いくつかの一般的なマルチブレイクシェルが空でどのように見えるかを確認するには、すばやく簡単な「空中花火のフィールドガイド」を試してください。インタラクティブなので、名前をクリックすると、それに伴う花火大会を見ることができます。次回大きな花火大会を目撃すると、目にする貝殻の種類ごとに名前がわかります。

上の図のボタンをクリックすると、より一般的なマルチブレイクシェルのいくつかが空でどのように見えるかを確認できます。以下のこれらのシェルの説明を読むことができます。

  • 手のひら:大きな彗星、または中実の円柱の形をした電荷が含まれています。これらの彗星は、外側に移動し、爆発して、ヤシの木の手足のように下向きに曲がります。
  • 丸い殻:通常は色付きの星の球形に爆発します
  • リングシェル:爆発して対称的な星のリングを生成します
  • ヤナギ:ヤナギの枝の形になり、地面に着くまで見え続ける可能性のある星が含まれています(木炭の組成が高いと長時間燃焼します)
  • Roundel:順番に爆発する栗色の殻の輪に爆発します
  • :星の球形のパターンに破裂し、目に見える痕跡を残し、花をいくらか示唆する効果があります
  • 雌しべ:菊の殻のようですが、外側の星とは異なる色の芯があります
  • あずき色の殻:大きな音を立てる
  • 蛇紋岩:爆発する星の爆発で最高潮に達する可能性のあるランダムな経路で外側にスキッターする焼夷弾の小さなチューブを送るためのバースト

花火と関連トピックの詳細については、次のページのリンクを確認してください。

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その他のすばらしいリンク

  • 花火安全に関する全国評議会のホームページ
  • ザンベリ花火
  • 花火に関するFAQ
  • 光と色-花火の色の化学
  • 花火ギルドインターナショナル