Новогодний фейерверк это то, ради чего мы в детстве радостно подбегали к окну. Громкие хлопки, разноцветные огненные брызги - такое шоу может впечатлить сильнее подарков.
Фейерверки были изобретены в Китае в 12 веке до н. э . В Европе фейерверк впервые появился в Италии. В России мастера фейерверков появились в 1545 году при Стрелецком полку, а первый масштабный фейерверк сделан в 1674 году в Устюге.
Разница между салютом и фейерверком такая: салют – это залп нескольких зарядов, а фейерверк – это само пиротехническое изделие, которым стреляют.
Разобрались, что представляют из себя фейерверки, как их создают и как правильно запускать их.
Из чего состоит фейерверк?
Обыкновенный заряд в разрезе.
Основных компонента четыре:
1. Корпус . Как правило, он выполнен из легких элементов, вроде картона, которые при взрыве не разлетятся на осколки. Формы корпусов бывают разными, наиболее распространенные - сферические и цилиндрические.
2. Шар из папье-маше . Сделан из смеси волокнистых материалов с клеящими веществами, крахмалом и гипсом. Внутри находятся таблетки и порох.
3. Вышибной заряд , также наполненный порохом.
4. Фитиль , замедляющий взрыв.
Вот как это работает, наглядно объясняет Александр Пушной:
Если кратко – сначала поджигается шнур. Когда огонь доходит до вышибного снаряда, шар вылетает из корпуса. Когда пламя добирается до пороха и таблеток в нем, взрывается сама сфера.
Порох и химические элементы загораются разными цветами и разлетаются в разные стороны, это и принято называть фейерверком.
Как проектируются фейерверки?
Фейерверки производятся на заводах, но их изготовление начинается с научно-исследовательского института. Большая ответственность возлагается на проектировщика корпуса, который должен рассчитать форму фейерверка, его цвет, звуковые эффекты и другие параметры.
Чтобы салют получился таким, каким его задумывал проектировщик, рассчитать все надо до долей секунды.
Для этого в салюте есть система замедлителей, которые определяют то время, когда сработает воспламенительно-разрывной заряд: взрываясь, он разбрасывает остальные элементы в воздухе.
Как фейерверки делают разноцветными
Завод по производству фейерверков.
После расчета высоты полета и разброса все разработки отправляются на завод, и именно там фейерверкам придают окраску.
В них добавляют специальные таблетки. Это пироэлементы, которые сгорая в воздухе, излучают то самое цветное свечение.
Главный пиротехнический элемент фейерверка - селитра. Именно она влияет на то, каким будет цвет фейерверка. Каким он получится, зависит от набора вспомогательных химических элементов.
❗️ Ракеты и фейерверк нужно использовать подальше от жилых домов и линий электропередач.
❗️ В радиусе 30 метров не должно быть людей, животных и сооружений.
❗️ Нельзя запускать пиротехнику при сильном ветре и в дождь.
❗️ Перед запуском определите направление ветра и поставьте зрителей там, откуда он дует.
❗️ Не курите рядом с фейерверком.
❗️ После запуска не заглядывайте в коробку и не наклоняйтесь к ней в течение как минимум пяти минут.
Как запускают фейерверки в Москве?
В Москве с 1967 года фейерверк запускает гвардейский салютный дивизион. Это сочетание громобойных пушек с салютными установками.
Профессиональные салюты в столице запускают как правило запускают на Новый год, 23 Февраля, 9 Мая, в День России, День города. Также проводятся фестивали фейерверков и световые шоу.
По определению салюты и фейерверки представляют горючие взрывные устройства для производства света, цветного пламени разных красок, искр, дыма или громкого шума в виде взрывов. Пиротехника используется для сигнализации или чаще, в рамках празднования и визуальных развлечений.
Сегодня индустрия фейерверков красок представляет большой бизнес с более чем 1 млрд долларов при продажах в год. Крупнейшим потребителем является компания Дисней, который почти каждую ночь организовывает фестиваль фейерверков показывая работу пиротехнических устройств в каждом из своих тематических парков.
Восходят к Китаю во втором веке до нашей эры, как старейшая и простейшая форма ракеты. Известно, что китайцы изобретатели порох, который был использован для стимулирования ранней ракеты в виде летающих фейерверков для большей высоты и расстояния. В то время как китайцы использовали свои ракеты для церемониальных показов, в мире их уже использовали как оружие.
С 16-го века такого типа ракеты больше не использовались для военных целей, однако, их использование для пиротехнических причин увеличивалось. Итальянцы ученые изобрели воздушные снаряды с очередями золотых и серебряных искр. Немецкий ученый Конрад Хаас изобрел многоступенчатую ракету которая использовалась и для подъема салютов на большие высоты. с примением многостепенчатости стала выглядеть эффектнее.
В 1777 году первый американский день независимости ознаменовал фестиваль фейерверков, через год после подписания Декларации независимости и традиция никогда не прекращалась.
К 1830 году благодаря передовой науке итальянская пиротехника стала лучшей, создав красный, зеленый, синий и желтый цветные эффекты.
Как образуется фейерверк цветов
Сейчас много различных салютов и фейерверков, наиболее распространенными называются: пион, хризантема, диадема, мульти-брейк, салют, римские свечи, серебрянная ладья, торт. Каждый тип оболочки производит свой собственный уникальный визуальный эффект.
Причина, почему так много салютов и фейерверков названы в честь цветущих растений, потому что они начинаются как бы из семени или оболочки.
Оболочка содержит ингредиенты, необходимые для визуального отображения. Внутри типичный салют представляет собой трубку, полную взрывчатых химических веществ, которые производит эффекты и цвета для этого показа. Химические вещества, начиненные вовнутрь трубы включает свободный порох и концентрированные взрывающиеся шарики, которые пиротехники называют “звезды”. Когда звезды взрываются это то, что мы видим, освещая небо. Внутри центра оболочки сосредоточен разрывной заряд, который соединен с плавким предохранителем, который зажигает пиротехнику.
Состав салюта: черный порох, смесь древесного угля, серы и селитры (старое название азотнокислого калия) или бездымный порох, например, нитроцеллюлоза.
Цвета в фейерверках исходят из широкого спектра металлических соединений – особенно металлических солей. Например, поваренная соль используемая каждый день один из видов соли (хлорид натрия), в химии «соль» означает любое соединение, которое содержит металлические и неметаллические атомы. Эти соединения дают огромный ассортимент цветов.
Наиболее важным компонентом фейерверков является, конечно, взрывчатая смесь. Она была обнаружена случайно китайскими алхимиками, которых в действительности больше волновало открытие эликсир жизни. Они обнаружили, что сочетание мёда, серы и селитры (нитрат калия) вдруг воспламенялось при нагревании.
К сочетанию серы и нитрата калия позднее присоединили уголь вместо мёда. Современный порох имеет селитру, древесный уголь и серу по весу в соотношении 75:15:10. Это соотношение остается неизменным с 1781 года.
Сжигание черного порошка не происходит как одной реакции и поэтому продукция может быть достаточно сложной. Ближе всего к представительной уравнение для процесса показан ниже, с углем, ссылается его эмпирическая формула:
6KNO 3 + C 7 H 4 O + 2S → K 2 CO 3 + K2*4 + K 2 S + 4CO 2 + 2CO + 2 2 O + 3N 2
Вариацией размера пороха и количеством влаги можно значительно увеличить время горения для целей пиротехники.
Фейерверк красок как создается
«Звезды», содержащиеся в составе пиротехники содержат металлический порошок или соли, которые дают фейерверк красок. Часто в порошок добавляется порох для оказания помощи в зажигании. Тепло, выделяемое при реакции горения переводят электроны в атомах металлов к более высоким уровням энергии. Эти возбужденные состояния нестабильны, поэтому электрон быстро возвращается к своей энергии (или основному состоянию), испуская избыток энергии как фейерверк красок. Различные металлы будут иметь другой энергетический зазор между нормальным и возбужденным состоянием, приводит к выбросам различных цветов. По этой же причине различные металлы дают различные краски, что позволяет различать их между ними.
Цвета, излучаемые различными металлами дают разнообразный фейерверк красок .
Некоторые металлы, присутствующие в соединениях имеют важное значение, но некоторые соединения неустойчивы. Некоторые цвета также трудно производить. Содержащие соединения меди, как правило, нестабильны при более высоких температурах и если достигают этих температур то распадаются не достигнув голубой окраски. По этой причине часто говорят, что оценить салюты и фейерверки на качество можно по наличию голубого цвета. Фиолетовый также довольно трудно производить, так как он предполагает использование вызывающих синий соединений в сочетании с красным цветом.
Создание салютов и фейерверков является сложной задачей, требующей значительного искусства и применения науки физическая химия.
Проход на территорию контролируется строго: пиротехника далеко не исчерпывается праздничными шоу, и фейерверки в ФНПЦ «НИИ прикладной химии» изготавливают на тех же линиях, на которых идет производство светошумовых гранат для полиции, противоградовых зарядов для МЧС, дымных завес для военных. Пиротехнический заряд похож на артиллерийский: десятки отдельных компонентов измельчаются, смешиваются и прессуются в «звездки» — таблетки из горючей смеси, инертного наполнителя и цветопламенных добавок. Их покрывают воспламенительным составом и вместе с разрывным зарядом помещают в пластиковый или картонный шар, снабженный вышибным зарядом для взлета.
Каждый состав, с которым работают машины и станки, предварительно испытывается на взрывоопасность при ударе, трении и других воздействиях. В соответствии с этой оценкой организуется процесс производства, включая количества замешиваемых веществ. Поэтому даже случайное воспламенение одного компонента не создаст угрозы полномасштабного взрыва: жизнь на пороховой бочке требует относиться к безопасности с полной серьезностью.
Для получения синего и голубого традиционно используют соли меди. Желтый цвет дает горение натрия, зеленый — бария. Фиолетового цвета можно добиться, смешав соли меди и стронция.
Перед тем как запустить линию, персонал покидает цех и запирает бронированные двери. Толстые стены готовы выдержать удар, а одна из них — или крыша — сооружается ослабленной и в случае взрыва даст его энергии высвободиться в безопасном направлении. Такие меры позволяют работать со всеми классами пиротехники, которых по действующему сегодня ГОСТу Р 51270−99 выделяется пять, в зависимости от потенциальной опасности. Каким бы ни было желание «бахнуть» что-нибудь помощнее, пиротехника третьего класса — это максимум, доступный в продаже. Изделия четвертого и пятого классов используются только силовиками или аттестованными специалистами, а их применение напоминает военную операцию.
Минометный огонь
Профессиональные салюты, к которым мы привыкли на праздниках, запускаются из мортир, чаще всего стекловолоконных и рассчитанных на определенное количество запусков, но иногда и металлических. Подготовка орудия к выстрелу — задача не самая сложная, но если представление продолжается десятки минут и требует тысяч залпов, понадобятся многие часы работы. Поэтому мастера стараются использовать фейерверочные системы с электронным управлением и мобильными мортирами на колесных платформах. Комплексы, которые создает работающая в том же Сергиевом Посаде компания «Пиро-Росс», позволяют подготовиться заранее, а приехав на место, развернуть все необходимое для долгого салюта всего за полчаса.
Самый мощный калибр из арсенала НИИПХ — 310-миллиметровый. Масса такого снаряда составляет около 18 кг, а номер калибра приблизительно соответствует высоте его подъема. Сценаристы, готовящие салют, варьируют использование разнокалиберных зарядов, создавая целые световые полотна. Одни, взрываясь, разбрасывают огненные вспышки равномерной сферой, другие разлетаются кольцами: все определяется тем, как именно заложены пиротехнические таблетки. Точно скоординировав время их сгорания с высотой подъема снаряда, можно изобразить в воздухе даже сердце, хотя в целом управляемости в полете нет: огонь ближе не к артиллерийской стрельбе, а к минометной. Добиться определенной стабилизации снаряда можно, однако это сделает каждый залп слишком дорогим удовольствием. По словам разработчика из НИИПХ Дмитрия Киселева, ни одно из средств управления полетом — от перьевых стабилизаторов и дистанционных радиовзрывателей до использования беспилотников — пока что в пиротехнике себя не оправдывает.
Огонь ведут пиротехнические мортиры калибрами 60, 75, 105, 195 и 310 мм, а также не так давно появившиеся 125 и 150-миллиметровые.
Плюс цвет, минус звук
Традиция устраивать фейерверки пошла из Китая, хотя делать их разноцветными научились лишь итальянские мастера Возрождения, которые стали смешивать порох с металлической крошкой. В основе составы в пиротехнических «звездках» остались прежними до сих пор: порох (селитра, древесный уголь и сера в пропорции 75:15:10), инертное связующее (например, производное крахмала — декстрин), окислитель (нитраты, перхлораты) и комбинация металлических солей (меди, стронция, магния и т. д.).
Серебристое и белое свечение создают алюминий, магний или титан, светящиеся особенно ярко. Алюминий к тому же горит с эффектным снопом искр.
Горение превращает металлы в плазму, которая излучает фотоны характерной длины волны. Смешивая разные соединения, можно добиваться почти любого нужного оттенка, а используя более энергоемкие заменители пороха — создавать высокую температуру и усиливать их яркость. Впрочем, важен баланс: слишком разогретые металлы уже не будут давать выраженных цветов. Особенно заметна эта тонкость для синего, который получают на основе соединений меди, чувствительных к температуре. Поэтому синие цвета салютов смотрятся не так ярко, как, скажем, оранжевый, а химики продолжают искать оптимальные смеси для получения «настоящего синего».
Традиционный взрывной заряд состоял из дымного пороха. Сегодня часто используются более мощные и не такие дымные взрывчатые вещества, такие как разработанный в НИИПХ «состав 3547».
Еще актуальнее проблема снижения дымности: это позволяет сократить время между отдельными залпами и сделать салют более эффектным. Дым остается востребован лишь в довольно экзотической области дневных фейерверков, хотя в большинстве своем они не идут ни в какое сравнение с традиционными, рассчитанными на темное ночное небо. На дневном ярко-голубом фоне многие цвета смотрятся далеко не так эффектно, тем более что создавать их приходится не огнями, а окрашенным дымом, который выбрасывают пиротехнические заряды на высоте — примерно так, как это делается при постановке дымовых завес.
Горение окиси висмута дает громкий треск, а свиста добиваются горением состава, выделяющего большое количество газа, который вырывается через узкую трубку.
В тишине и на воде
С тех пор как получение нужного оттенка перестало быть проблемой, все большее внимание уделяется побочным форсовым эффектам — трассовым следам, которые оставляют динамические элементы, заложенные в пиротехнический заряд. «Сегодня используются комбинации, позволяющие создавать и мерцающий хвост-глиттер, и «парчу» легких, медленно оседающих искр, которой любят заканчивать салюты, — говорит Дмитрий Киселев. — Разновидностей «форсов» тысячи». Востребованы и малошумные салюты, более безопасные для птиц и людей. Громкость пиротехники нередко превышает 150 децибел, вполне способных повредить слух. И хотя полностью бесшумным взрыв быть не может, приемлемыми считаются те, что не создают грохота выше безопасного уровня.
Впрочем, даже тихими салютами специалиста не удивишь, и для Дмитрия Киселева самым запоминающимся стало шоу, показанное на фестивале фейерверков в 2015 году, когда итальянские мастера использовали плавучие пиротехнические элементы. «Вспышки отражались в воде, это было особенно красиво, — объясняет Дмитрий. — Мы изготовили несколько опытных образцов, но пока заказов не было, до испытаний дело не дошло».
Испытания, похоже, можно указывать среди бонусов для соискателей этой работы: салюты здесь запускают бесплатно, регулярно, часто — первыми в мире. «Каждая партия проходит проверку, кроме того, испытываются образцы», — объясняет Дмитрий Киселев. Сам же он куда больше ценит в своей работе разнообразие. После успешного использования осадковызывающих патронов против лесных пожаров это направление стало высоко востребованным, и химики НИИПХ ищут для них более эффективные составы. Разрабатываются продукты даже для рыболовов: разбросав вокруг косяка рыбы светошумовые заряды, его можно легче загнать в сети. Пиротехника далеко не исчерпывается праздничными шоу.
Магазины предлагают большой выбор самых разных фейерверков. Однако подобное развлечение легко можно смастерить и дома. Как в домашних условиях сделать салют, мы с вами с радостью поделимся в этой статье. Представим и подробную инструкцию, и важные меры предосторожности.
Способ №1
Итак, как сделать самодельный салют в домашних условиях:
Способ №2
Хотите узнать, как сделать мощный салют в домашних условиях? Читайте инструкцию:
Окрасим цветами
Зная, как в домашних условиях сделать салют своими руками, вам наверняка захочется увидеть свое творение разноцветным. В этом поможет добавление приведенных ниже веществ, окрашивающих фейерверк в определенный цвет.
Теперь перейдем к самому важному пункту нашей статьи.
Меры предосторожности
Вы узнали, как в домашних условиях сделать салют. Как при его изготовлении, так и при запуске не забывайте о следующих правилах:
Теперь вы знаете, как в домашних условиях сделать салют, раскрасить его в разные цвета. Всегда помните о мерах предосторожности как при изготовлении фейерверка, так и при его запуске. Старайтесь уберечь не только себя, но и зрителей, окружающую среду!
Таблицу Менделеева наверняка видели все без исключения. Многие из этих элементов и самых разнообразных веществ доступны и необходимы пиротехникам в их работе, чтобы создавать взрывные, неповторимые, по-настоящему грандиозные по размаху и цветовой палитре фейерверки. Для получения определенного светового эффекта или пламени всевозможных цветов нужно точно и грамотно поместить каждый ингредиент в состав будущего фейерверка . Если вам интересно, из каких «ингредиентов» профессионалы своего дела готовят фейерверк, чтобы каждый из них был неповторимым, ярким и завораживающим, тогда эта статья специально для вас.
Итак, вот список всевозможных химических составляющих для создания фееричного пиротехнического коктейля:
- добавление алюминия в состав позволяет добиться максимально яркой и насыщенной белизны и серебра в пиротехническом ансамбле.
- Барий нужен для получения ярких зеленых огней и является необходимым ингредиентом для процессов стабилизации определенных составляющих элементов с высокой летучестью.
- Углерод - это порошкообразное вещество, применяющееся для поджигания снаряда. Кстати, с этой задачей отлично справляются сажа, крахмал и - только представьте - обычный сахар.
- Кальций в составе фейерверка позволяет окрасить огни в очень красивый апельсиново-оранжевый цвет.
- Хлор используется в пиротехнике как окислитель, а также он - обязательный компонент для солей металлов, которые участвуют в воспроизведении какого-либо определенного цвета.
- Цезий также играет роль в окислительных процессах, и позволяет добиться глубокого и красивого цвета индиго.
- Использование галогенидов меди обусловлено необходимостью создать всю палитру синевы, а обычная медь дает необычный иссиня-зеленый цвет.
- Чтобы получить искру в заряде, в состав пиротехнической смеси добавляется железо.
- Красивый розово-фиолетовый цвет образуется при добавлении в состав калия. В процессах окисления используются также и соединения калия.
- Карбонат лития - незаменимый пигментный элемент в составах некоторых пиротехнических смесей. Литий дает ярко-красные огни.
- Магний в фейерверке горит белоснежным цветом и позволяет добиться эффектного искрящегося водопада, и, подобно сурьме, используется для придания максимального блеска.
- Натрий, если его не разбавить как положено спокойными оттенками, дает невероятно интенсивный желтый цвет.
- Незаменимым элементом, входящим в состав топлива фейерверка, является фосфор, имеющий такие полезные свойства, как быстро сгорать в воздухе и необычайно ярко сиять в темноте.
- Окислители в пиротехнике нужны для выделения кислорода, который дает более эффективное горение. Также кислород часто требуется для создания какого-либо цвета.
- Рубидий дает возможность получить красочные красные и фиолетовые цвета.
- Важнейший ингредиент, позволяющий запустить фейерверк в небо - сера. Сера является составляющей дымного пороха.
- Стронций применяется для получения в ансамбле фейерверка огней красного цвета, цинк - для создания голубовато-белых огней, а для того, чтобы любоваться россыпью красивейших серебряных искр добавляется титан.