Из чего сделан салют? (1 фото). Какие вещества входят в состав пиротехники? Устройство пиротехнической ракеты

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.

03.11.2017

История пиротехнических изделий началась около двух тысяч лет назад в Китае. Тогда местные умельцы смешивали уголь и серу, а затем засыпали вещества в бамбуковые трубки. Эти приспособления применялись для оповещений об опасности – при поджигании они производили огромные клубы дыма. Позднее к смеси добавили селитру, и бамбуковые тростинки превратились в полноценные летающие сигнальные ракеты и фейерверки.

Что внутри?

Современные салюты и петарды тоже работают по принципу сжигания взрывчатых составов. В магазине можно купить множество фейерверков: римские свечи, фонтаны, петарды, ракеты, бабочки.

При этом технической точки зрения они не сильно отличаются от древних китайских ракет. Внутри шутихи представляют собой трубу, полную взрывоопасной химической смеси. Как воспламеняющийся реагент чаще всего используют черный или бездымный порох. Если после запуска фейерверка небо остается кристально чистым и не ощущается запах дыма, значит, в составе пиротехники используется бездымный компонент – нитроцеллюлоза.

Чтобы фейерверк был самым красочным и самым ярким, в смесь добавляют натрий, алюминий или магний. При окислении эти вещества выделяют большое количество тепла, поэтому с земли взрыв кажется красивой белой вспышкой. А разнообразные химические добавки раскрашивают живописные взрывы в удивительную палитру расцветок. Чтобы получить зеленые проблески, пиротехники добавляют барий, для желтых – соли натрия. Любимые всеми красные искры создают стронций и литий. Часто в составе взрывчатой смеси можно увидеть компоненты, которые усиливают окраску пламени и придают цвету насыщенность. К таким катализаторам относят кальций или хлорин.

Почему это так красиво?

Все эти вещества создают только большие разноцветные взрывы. Как же получают различные световые эффекты? В зависимости от того, какое впечатление должен произвести летающий фейерверк, в него закладывают разное количество реагирующих компонентов.

Так, для высотных ракет соотношение элементов в горючем веществе должно позволить пиротехнике долго подниматься вверх. Если перед вами многоступенчатая ракета, то внутри она разделена на секции, взрыв каждой из которых воспламеняет следующую. А если вы имеете дело с батареями салютов, которые выстреливают шутихами, то конструкция состоит из двух типов заряда – состав для запуска ракеты и состав для взрыва красочного фейерверка.

После первых хлопков ракеты взметаются в небо и там разрываются на миллионы удивительных вспышек. Красивые, разноцветные искры, появляющиеся при запуске фейерверка, не что иное, как процесс сгорания металла. В смесь добавляют опилки алюминия, цинка или титана. Твердые частички воспламеняются при нагревании и создают маленькие искрящиеся звезды.

Чтобы пиротехника украсила праздник и повеселила гостей, нужно тщательно отнестись к выбору салюта. Компания «ПитерСалют» предлагает только первоклассные модели летающих фейерверков и петард , которые сделают ваш праздник незабываемым.

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.

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.

В Приморском крае, недалеко от села Михайловка, находится завод по производству пиротехники. Это единственное предприятие на Дальнем Востоке, которое производит фейерверки и готово конкурировать с аналогичными предприятиями из Поднебесной.

На первый взгляд изготовление салютов несложная процедура. Однако в процессе создания праздничных фейерверков приходится иметь дело непосредственно с взрывчатыми и огнеопасными веществами. В некоторых случаях может быть достаточно одного только несильного удара или сотрясения для того, чтобы вызвать взрыв данной смеси или же ее воспламенение.
Пиротехническое производство - процесс, который требует жесткого контроля на всех этапах. Чтобы мы с вами увидели яркие огненные вспышки в праздничном небе, каждая гильза проходит через десяток рук, и процесс производства длится 9 дней. Сначала скручивают гильзы из бумаги.

В цехе изготовления направляющих трубок работают всего два человека

Станок обмакивает бумагу в клей, крутит и режет трубки.

На этом станке выпускается 2 млн. таких трубок в год!

Для устойчивости в каждую гильзу будущего фейерверка должны насыпать точно отмеренную порцию измельченной, просушенной, просеянной и спрессованной глины. Только тогда фейерверк разлетается не вниз и в стороны, а вверх».

В следующий цех без респиратора не войдешь, тут проходит процесс запрессовки глины в направляющие трубки изделий.

Завод работает с 2010 года и на данный момент выпускает 45 видов батарей- салютов. В 2013 году планируется наладить производство 64 видов батерей- салютов, бенгальских свечей, а так же производство пиротехники 4- 5 класса опасности

Трубки, прошедшие процесс запрессовки, снова фасуются по 60 штук

Рабочий готовит глину для запрессовки

Гильзы с уже набитой глиной прошивают в батарею, соединяют фитилем. Самый ответственный участок производства - специальное помещение, где гильзы заряжают порохом. Потом батареи салюта упаковывают в коробку.

Начальник производства завода пиротехники Юлия Грачева рассказала, что на следующий день после салюта, из профессионального интереса, она старается по возможности обходить близлежащие дворы: по обгоревшим гильзам батарей можно узнать, как прошел запуск, какие фейерверки предпочли в этот раз, всё ли прошло в штатном режиме.

«Конечно, с Китаем мы работаем – это лучшие, с древней традицией производства, пиротехники в мире. Они нам помогают разрабатывать вид салюта. Это очень интересный процесс. Мы стараемся придумывать принципиально новые фейерверки», - отметил директор завода Эдуард Шабаев.

Фейерверки, которые производит приморский завод, на 90% сделаны из российского сырья. Порох поставляют из Самары, пыжи из Санкт-Петербурга, глину привозят из-под Спасска-Дальнего. Гильзы скручивают сами из картона, который приобретается на Уссурийском бумажном комбинате.

Трубки прошивают в батарею и соединяют фитилем

Самый ответственный участок производства - специальное помещение, где гильзы заряжают порохом

Закладка пороха в направляющие трубки изделий на участке зарядки батарей салютов.

Следом за порохом в трубку помещается пироэлемент и наглухо запрессовывается пыжом

Батереи обзаводятся фитилем

и упаковываютя в коробку

Все…
Также стало известно, что Приморский завод по производству пиротехники планирует принять участие в конкурсе производителей, которые будут обеспечивать шоу на открытии и закрытии Олимпиады в Сочи.