花火はどのようにして特定の形で爆発するのでしょうか?

重要なポイント

暖かい夏の夜、あなたは草の上に毛布を敷いて体を伸ばして空を見上げています。ジョン・フィリップ・スーザの「ワシントン・ポスト」行進曲の愛国的な音が空気中に響き渡る。頭上では、赤、白、青のライトがまばゆく輝き、噴水、花、旗のような形に変わります。今日は独立記念日です。1776 年にアメリカ合衆国が建国されて以来、花火の代名詞となっている日です。この日は、のちのジョン・アダムズ大統領が妻アビゲイルに宛てて、この日を「イルミネーションで厳粛に」するよう示唆する手紙を書いています。 :]。もちろん、現代ではこの「イルミネーション」を花火として知っています。

しかし、なんと、火薬の発見とともに約1000年前に中国かインドで発明されたと考えられている花火の発明以来、長い年月を経て花火はどのように変化してきたのか。最初の花火は、丸めた紙や竹筒に火薬を詰めて点火すると、悪霊を追い払うほど大きな音が出るという着想から生まれました。実際、現代の爆竹と同じように、当初の花火は爆音だけで、誕生、死、結婚式、新年のお祝いなどの行事から悪霊を遠ざけていました[出典: ]。

13 世紀後半にイタリアの探検家マルコ ポーロが中国からイタリアに火薬を持ち込んだ後、イタリアの花火師は、火薬を使って砲弾を空中に発射して爆発させる航空砲弾の開発により、空に爆竹を飛ばす方法を学びました。イタリア人はまた、金と銀の火花を作成するために貝殻に金属片を追加した最初の人物でもあり、1700 年代にはイタリアの花火師が金属塩を追加して他の色を作成しました [出典: ]。

あの騒々しく霊を怖がらせるような衝撃音は、化学者、芸術家、火の虫、そして家族全員など、無数の人々の献身的な努力のおかげで、形や色が年を追うごとに精緻になり、頭上の見事なディスプレイへと進化して久しい。文字通り、お金に見合った魅力と美しさを提供する、より良い、より明るい番組の開発に、キャリア (そして時には人生) を費やすのです。

派手な音や線香花火ではなく、これらのうまく振り付けされた花火ショーを作成するために、人々は自宅の裏庭で打ち上げる、化学者や花火の専門家の「ボトルスター」、つまりある言い方をします。彼らがどのようにそれを行うかを見てみましょう。

まず第一に、ここで特に話しているのは「展示花火」として知られているものについてであり、毎年独立記念日に人々が地元の花火スタンドで購入する消費者製品のことではありません（もちろん、合法的に購入できる場合はどこでも）。

展示花火は、世界中の大小の都市や町が主催するプロの花火ショーで使用され、多くの場合大晦日に開催されます。これらのショーでは、最も一般的な形を作り出す噴水のような色の爆発である牡丹が見られるかもしれません。たくさんの後星で傘の形を作る錦。あるいはハート、スマイリーフェイス、旗さえも[出典: ]。

プロはこれらの形状を驚くほど簡単な方法で作成します。ただし、これは必ずしも簡単なプロセスであることを意味するわけではありません。だから、子供たち、家でこれをやらないでください。物品を扱わないと、花火は重傷を負ったり死亡したりする可能性があるからです。

花火ショーを構成する空中弾を作成するには、希望の光、色、音を作り出すために小さなチューブに爆発性の化学物質が詰められます。航空砲弾内の材料の大部分は火薬で構成されており、星と呼ばれる小さな爆薬、爆薬 (爆竹のようなものを思い浮かべてください)、信管も含まれています。導火線に火が付くと、爆薬に点火して爆発し、砲弾全体が爆発して空が明るくなります。

航空砲弾は 2 つの部分に分けて爆発します。まず、砲弾を空中に発射して、地面ではなく見ている人の頭上で光が爆発するようにする必要があります。これはロケットが空中に発射されるのと同じです。上昇するには地上で爆発が必要です。飛行を実現するには、迫撃砲と呼ばれる筒を地面に設置するか、部分的に砂に埋めます。迫撃砲の中に導火線を付けた火薬を入れます。砲弾は火薬の上に置かれます。信管に点火すると火薬が爆発し、砲弾を空に飛ばすのに十分な熱とガスが発生します [出典: ]。

わずか数秒で、砲弾が十分に高くなり、砲弾内部の時間遅延信管が発火し、炸薬が爆発します。これにより火薬が点火され、砲弾全体が爆発し、星をあらゆる方向に飛ばし、私たちが楽しむ花火の形や光を作り出します [出典: ]。

エアリアルシェルのすべての部分は、私たちが知るようになった素晴らしい花火ショーを演出するために不可欠ですが、魅了された観客の「おお」や「ああ」の声を生み出すのは星です。酸化剤、燃料、着色剤、結合剤といった星の化学組成と、気殻内での星の配置によって、特定の形や色が生み出されます。花火師は、炭酸ストロンチウムで赤色を作り、カルシウム塩と塩化カルシウムでオレンジ色を作り、塩で黄色とバリウム化合物を作り、塩素で緑色を作ります。作成するのが最も難しい色である青は、銅化合物と塩素で構成され、星を構成し、空に花火が咲くにつれて特定の形を作り出します [出典: ]。

形状を作成するには、星を希望の構成でボール紙上に配置します。たとえば、星をボール紙にスマイリーフェイスのパターンで配置すると、星が爆発して空にスマイリーフェイスになります。実際、空に一度に複数の笑顔が見えることがあります。成形花火の場合、花火師は、あらゆる角度から形状が見えるようにするために、複数の花火を同時に打ち上げることがよくあります。段ボールを視線に沿って並べた観客は、望む形ではなく、光や星だけを見るかもしれません。複数が同時に爆発した場合、爆発の瞬間にそのうちの 1 つが正しい方向を向くようにして、観衆にその形が見えるようにする必要があります [出典: ]。

アメリカ花火協会の事務局長、ジュリー・ヘックマン氏によると、最初の成形花火は1990年代初頭にワシントンD.C.で、砂漠の嵐から帰還する部隊を歓迎するために使用されたという。元の形は紫色のハートと黄色のリボンでした [出典: ]。

いわゆるセットプレーの形状も作成されます。地面に留まり、星条旗のような絵を描く花火です。セットピースは、さまざまな色のランス（長さ 4 ～ 5 インチ（10 ～ 12 センチメートル）の管）で作られ、さまざまな色を作り出す化学薬品が満たされており、約 1 分間燃焼します。ランスはフレームやボードにセットされ、旗から文字まで、思いつく限りのあらゆる形に一度に点灯します。セットピースは作成に費用がかかり、構築に時間がかかるため、空中花火ほど頻繁には見られません[出典: ]。

次回、横になって空の光のショーを楽しむときは、花火を作るのに必要な労力、想像力、創造性について考えてみましょう。そして誰が知っていますか？おそらく来年の独立記念日には、夜空を駆け巡る興味深い愛国的なパレードが見られるでしょう。もしかしたら、「星条旗よ永遠に」や 1812 年序曲の熱狂的な演奏も伴うかもしれません。

著者注: 花火はどのようにして特定の形で爆発するのでしょうか?

すべての子供たちと同じように、私も花火大会が大好きで、当時アラバマ州で入手できたかもしれない線香花火やその他の花火を両親にねだりました。彼らは私たちを市の花火大会に連れて行きたがりましたが、線香花火でさえ遊ばせてくれませんでした。父は幼い頃、花火で友達が重傷を負ったのを見たことがありました。その光景はいつも彼の心に残り、子供たちを安全に守ろうと決意したのです。