Из чего делают ракеты для салюта. Инструкция, как в домашних условиях сделать салют

Во время любого крупного праздника звук взрывов – это нормальная и запланированная часть вечера. Фейерверки существуют уже много столетий (в разных, правда, формах), и в ближайшее время человечество не собирается от них отказываться. Но как они работают? Большинство из нас думают, что для этого нужно просто зажечь фитиль и отступить в сторону. Давайте рассмотрим этот процесс подробнее.

● Ракеты

Фейерверки-ракеты могут производить всевозможные эффекты после их запуска. Каждая ракета состоит из следующих частей: пиромеханизма, фитиля, ракетного пороха, снаряда, запала и коллекции «звезд». Пиромеханизм – это внешний контейнер, а фитиль – это часть, которую вы поджигаете. Когда фитиль загорается, порох воспламеняется и поднимает фейерверк в воздух.

Когда он находится в воздухе, внутри корпуса запускается второй взрыв с помощью предохранителя с задержкой по времени. Взрывной заряд или запал выбрасывает «звезды» – маленькие взрывчатые гранулы из топлива и металлических соединений, которые создают огни фейерверка. Разные цвета – это разные металлы при их воспламенении: барий зеленый, соли кальция оранжевые, магний белый, медь голубая, литий становится красным, а натрий – золотым. Укладка «звезд» определит форму взрыва, поэтому, если они уложены в форме сердца, то они изобразят в небе именно сердце.

Другие эффекты создаются путем добавления разных ингредиентов. Различные виды топлива могут создавать звуковые эффекты, например, свистящие шумы. «Звезды» могут быть сделаны из слоев разных металлических соединений и, соответственно, создавать многоцветные взрывы. В более сложных фейерверках может быть несколько этапов взрывов; в этом случае внутри корпуса обычно имеется несколько предохранителей, которые по очереди запускают взрывной механизм.

● Фонтаны

Конечно, не все фейерверки летят высоко в воздух. Фонтаны статичны, они стоят на месте и выпускают каскады искр вместо воды.

Фейерверки-фонтаны обычно конической формы, они состоят из бумажной или пластиковой трубки с глиняными заглушками с обоих концов. Внутри трубки находятся различные виды топлива, а также металлические соединения, которые станут искрами. Когда фитиль поджигается, топливо воспламеняется, и из отверстия в верхней части фонтана вылетают искры.

Опять же, разные металлы дают разные цвета и эффекты. Многоступенчатые эффекты могут быть созданы путем объединения нескольких трубок вместе, которые взрываются по очереди с разными цветами или звуковыми эффектами.

● Огненные колёса

Это еще один распространенный тип фейерверков, и снова те же самые ингредиенты используются для создания немного иного эффекта. Эти фейерверки обычно прикрепляются к столбу, чтобы они могли вращаться, образуя круг из искр.

Большие огненные колёса, как правило, оснащены пластиковым диском в центре, а пиротехнические свечи прикреплены к краю. Пиротехнические свечи работают, как и фейерверки-фонтаны, они заполнены смесью ингредиентов, которые и создают эффекты. При поджоге толчок от взрывчатых веществ заставляет колесо крутиться. Такой фейерверк тоже можно сделать более сложным с многоступенчатыми эффектами и разными цветами с помощью различных пиротехнических свеч.

● Бенгальские огни

Единственный фейерверк, который вы можете держать в руке, когда он горит, – это бенгальский огонь. В отличие от большинства других фейерверков, он не взрывается с треском, а аккуратно выгорает в течение минуты, пока искры бегут вверх по металлической проволоке. Эта металлическая проволока погружается в пиротехническое соединение, состоящее из металлического топлива, окислителя и связующего материала.

Металлическое топливо создает искры; это обычно алюминий или магний, который производит белые искры, но в некоторых бенгальских огнях может использоваться железо или ферротитан для золотых искр. Окислитель обеспечивает кислород для поддержания искры, и это обычно нитрат калия. Связующий материал, легковоспламеняющееся вещество, удерживает смесь вместе и быстро сгорает после зажигания бенгальского огня.

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.

Одиночный салют - пусковая труба, имеющая заглушку-подставку. В трубе находится фестивальный шар, заряд с выведенным наружу фитилем. Принцип действия: при возгорании фитиля, инициируется выталкивающий заряд между шаром и заглушкой пусковой трубы, и шар вылетает из трубы. При наборе максимальной высоты, прогорает тщательно выверенный замедлитель и срабатывает основной заряд шара, создающий визуальный эффект фейерверка.

Внутреннее устройство салютных батарей

Батарея салютов – сложная конструкция, состоящая из множества одиночных салютов, соединенных в одном изделии. Одиночные , из которых состоит батарея, могут быть различными, то есть быть разного размера-калибра и содержать в зарядах различные эффекты. Исходя из этого, можно с уверенностью сказать, что данное пиротехническое изделие является самым удобным в применении и обладает огромным ассортиментом всевозможных пиротехнических эффектов. Конструкция батареи салютов схожа с устройством одиночного салюта, с поправкой на количество этих одиночных салютов. Размер и число объединенных, одиночных салютов являются главными характеристиками батареи. Диаметр пусковой трубы одиночного салюта измеряется в дюймах и называется калибр. Число объединенных одиночных салютов равно числу залпов в батарее.

Перед применением салютную батарею нужно осмотреть на предмет целостности картонной упаковки, если упаковка порвана или сильно замята, то такую батарею лучше не применять, а утилизировать путем замачивания на сутки в воде.

Перед запуском батареи нужно открыть верхнюю картонную крышку, отогнуть ее на 180 градусов минимум. Установить батарею на ровную, нескользкую, горизонтальную поверхность. Батарею салютов с основанием меньшим по сравнению с высотой батареи, следует обложить землей, кирпичами, снегом, дабы устранить возможность опрокидывания. Фитиль поджечь зажигалкой или бенгальским огнем. Поджигая фитиль, вытяните руку, не склоняйтесь над изделием. Отбегите минимум на 20м от батареи, отбежав, Вы можете повернуться в сторону батареи.

Внутреннее устройство римских свечей

Римские свечи – при кажущейся простоте, достаточно сложные изделия. Конструкция представляет собой многоразовую пусковую трубку с большим количеством слоев. Для каждого залпа существует три заряда. Если рассматривать конструкцию сверху вниз то:

1. Звездка - непосредственно сам заряд, содержащий в себе пиротехнический эффект.
2. Выталкивающий заряд, для выброса звездки и ее инициации.
3. Замедлитель – элемент, передающий во времени запал к следующему заряду.

Римские свечи нельзя держать в руках. Устанавливают римские свечи надежно, исключая ее невертикальное положение. Римки как их называют на сленге пиротехники, нужно закапывать на половину высоты в снег или землю, или приматывать скотчем к надежно вкопанной арматуре или палке.

Внутреннее устройство пиротехнических ракет

Ракеты – самый интересный вид фейерверка. Все ракеты в принципе устроены одинаково. Это прежде всего стабилизатор, коим является либо корпус ракеты, либо просто деревянная палка, на которой крепится двигатель и пиротехнический заряд. Стабилизатор - это тщательно выверенный физический предмет, имеющий определенные габаритные размеры и вес. Поэтому ракеты с поврежденными стабилизаторами нельзя использовать. Траектория полета может быть непредсказуемой. Двигатель – пиротехнический состав имеющий форму вогнутого конуса для увеличения площади горения, заключеный в плотную гильзу имеющую сопло. Заряд и замедлитель, при достижении ракетой максимальной высоты прогорает до конца замедлитель и инициируется заряд, создающий визуальный эффект фейерверка.

Основными химическими компонентами пиротехнического изделия являются: горючие вещества, окислители, цементаторы и флегматизаторы.

Для изготовления пиротехники используются самые разнообразные горючие вещества . Очень часто используют органические углеродсодержащие материалы, такие как сахар (дымовые гранаты) или древесный уголь. В составе других широко используемых горючих веществ содержится сера, кремний и бор. Принцип действия этих металлов таков: при окислении бора и кремния выделяется огромное количество тепловой энергии, а также образуется множество газообразных продуктов. Такие вещества применяются для поджога других составов в заданное время или во взрывателях замедленного действия.

Древнейшим используемым в пиротехнике материалом является порох . Классический порох состоит из селитры, древесного угля и серы; современные образцы имеют значительно более сложный состав. В фейерверках порох используется в качестве основного разрывающего элемента.

Окислители - это вещества, которые могут отдавать кислород при повышенной температуре: хлораты, перхлораты, нитраты, сульфаты, перманганаты и т.д.

Цементаторы используются для уплотнения пиротехнических составов, т.к. вся продается в прессованном виде.

Флегматизаторы - примеси, добавляемые к взрывчатым веществам для снижения их чуствительности к внешним воздействиям, таким, как повышенная температура, ударные, сдавливающие нагрузки и проч. Таким образом, фейерверк активируется только в задуманных его создателями условиях (после подожжения фитиля).

Также в состав пиротехники входят химически активные металлы . Горение данных металлов происходит при очень высоких температурах, при этом они испускают яркий свет. Химически активные металлы стали применяться при изготовлении фейерверков только в девятнадцатом веке и с их приходом зрелищность салютов увеличилась. Для создания разных цветов свечения пироэлементов применяются соли различных металлов, например для желтого - натрий, для синего - медь, для оранжевого - кальций и т.д.

Одиночный салют - трубка, на конце которой находится подставка-заглушка. Внутри расположены: фестивальный шар, создающий эффект фейерверка, заряд и фитиль, который выходит наружу.

Когда загорается фитиль, срабатывает выталкивающий заряд, благодаря которому шар вылетает из трубки. Пока шар набирает максимальную высоту, в нем сгорает замедлитель, и уже в небе инициируется основной заряд самого шара. Таким образом создается красивый эффект салюта.

Батареи салютов

Салютные батареи - это пиротехнические изделия, объединяющие определенное количество одиночных салютов. В одной батарее могут быть различные одиночные салюты - с разным калибром и разными визуальными эффектами. Поэтому батареи лучше всего подходят для организации праздничного фейерверка. Внутреннее устройство батареи аналогично устройству одиночного салюта, единственное отличие - количество салютов. Основные характеристики батареи: калибр и количество залпов. Калибр - это диаметр пусковой трубки, который измеряется в дюймах. Чем он больше, тем мощнее салют. Количество залпов равняется количеству одиночных салютов, входящих в батарею.

Перед тем, как запускать салютную батарею, обязательно внимательно осмотрите ее упаковку. Она должна быть целой, без разводов, заломов и следов механических повреждений. Батареи в порванных или помятых упаковках использовать не рекомендуется. Пиротехническое изделие, получившее повреждения, может либо не сработать вообще (в лучшем случае), либо сработать абсолютно непредсказуемым образом, что чревато серьезными последствиями. Безопаснее всего замочить такое изделие на сутки в воде, чтобы нейтрализовать горючую смесь, а затем утилизировать.

Запуск салютной батареи осуществляется следующим образом:

Откройте верхнюю крышку и отогните ее как минимум на 180 градусов.

Поставьте батарею на горизонтальную поверхность (она должна быть ровной и нескользкой). Если основание батареи меньше, чем ее высота, необходимо подстраховаться на случай опрокидывания. Для этого обложите ее снегом, землей или кирпичами.

Зажгите фитиль при помощи бенгальского огня или зажигалки. Делайте это, вытянув руку и не наклоняясь над изделием.

Быстро отбегите на безопасное расстояние (как минимум - 20 м). Только теперь вы можете повернуться лицом в сторону салютной батареи.

Римские свечи

Римские свечи (на пиротехническом сленге - римки) на первый взгляд кажутся довольно простыми изделиями. На самом деле, конструкция римской свечи достаточно сложна. Римская свеча - это многослойная пусковая трубка, рассчитанная на несколько залпов. Для каждого залпа имеется 3 обязательных элемента. Рассмотрим данную конструкцию сверху вниз:

Заряд с пиротехническим эффектом (звездка).

Выталкивающий заряд, необходимый для выброса и срабатывания звездки.

Замедлитель, который передает запал к следующему заряду.

Зажженные римские свечи опасно держать в руках. Их всегда нужно закапывать в грунт или снег на половину высоты или же прикреплять скотчем к прочной палке или арматуре. Самое главное - надежно закреплять римские свечи.

Пиротехнические ракеты

Несмотря на то, что все ракеты имеют одинаковое устройство, они считаются наиболее интересным видом фейерверка. Каждая ракета имеет стабилизатор - предмет с тщательно выверенным весом и размерами. Стабилизатором может служить сам корпус ракеты или деревянная палка, на которую устанавливается заряд и двигатель. Под двигателем понимается плотная гильза с соплом, в которой находится пиротехнический состав в форме вогнутого конуса, увеличивающей площадь горения. Также у каждой ракеты есть замедлитель и заряд. Замедлитель прогорает по мере набора высоты ракетой, а затем инициируется заряд, который и создает визуальный эффект салюта.

Запомните, что ракеты со сломанными стабилизаторами использовать нельзя! Траектория полета таких ракет может оказаться совершенно непредсказуемой.