Пиротехника: общие понятия

Слово «пиротехника» происходит от греч. pyr (огонь) и téchne (искусство, мастерство, умение) означает умение изготовлять горючие изделия.

Пиротехника является отраслью техники, связанной с производством и применением огневых составов и снаряжаемых ими изделий.

Современная пиротехника является частью прикладной химии и занимается вопросами приготовления и изучения различных химических веществ и составов, образующих при сгорании цветные огни и дымы, а также производящих зажигательное и осветительное действия или создающих звуковой, ударный и прочие эффекты. Такие композиции из химических веществ (как правило, металлизированные, т.е. содержащие наряду с органическими и неорганическими компонентами один или несколько порошков металлов и сплавов) называются пиротехническими составами. Из пиротехнических составов изготавливаются пиротехнические элементы в виде шариков, кубиков, цилиндров. Элементы, предназначенные для создания цветового эффекта, называют звездками.

Приспособления и устройства определенной конструкции, эффект действия которых достигается при сжигании пиротехнических составов, называются пиротехническими изделиями. Пиротехнические изделия делятся на две основные группы: изделия военной пиротехники и изделия гражданской пиротехники. Военная пиротехника занимается изучением и изготовлением осветительных, зажигательных, сигнальных, трассирующих и имитационных средств. Гражданская пиротехника занимается изучением и изготовлением изделий промышленного назначения и изделий развлекательного характера или фейерверочных изделий.

Фейерверк (нем. Feuerwerk, от Feuor – огонь и Werk – дело, работа) - разновидность пиротехнических изделий, получаемых при сжигании пиротехнических составов, содержащих соли металлов, окрашивающие пламя в разные цвета и дающих при своем сжигании световые и звуковые эффекты.

Слово «фейерверк» употребляется как для названия самого зрелища, так и для обозначения изделий, создающих это зрелище.

Вместо термина «фейерверк» иногда используют слово «салют». Под салютом, в основном, понимают высотный фейерверк, производимый с помощью фейерверочных пусковых мортир или артиллерийских орудий, строго че¬рез равные временные интервалы.

Из-за наличия горящих элементов, движения самого фейерверка или разлета его фрагментов вводится понятие опасной зоны. Опасной зоной считается зона, внутри которой возможно получить травмы или материальный ущерб от фейерверка. Согласно законодательству РФ вся пиротехника, в зависимости от степени опасности, делится на пять классов. Для изделий I-III классов ради¬ус опасной зоны колеблется от 0,5 м (для изделий I класса) до 20 м (для изделий III класса). Эти изделия разрешены к свободной продаже населению и могут использоваться неподготовленными пользователями в строгом соответствии с инструкциями по применению. Такие изделия также называют пиротехническими игрушками.

По характеру горения пиротехнические игрушки делятся на не¬сколько видов. Одни изделия дают красивый сильный свет со спокойным окрашенным цветным пламенем (они называются пламенными или цветопламенными). Пламенные изделия могут давать огонь непосредственно из гильзы (фонтаны, факелы и др.), но могут давать пламя и на определенной высоте (ракеты, римские свечи, салюты и др.) Другие изделия дают эффектные снопы искр, мерцание, пульсации и прочие световые эффекты. Их часто называют искристыми и форсовыми. Третьи изделия рассчитаны на шумовые эффекты (петарды, шутихи, Марсов огонь и т.д.). И, наконец, самая большая группа современных пиротехнических игрушек - это комбинированные изделия, составленные из комбинаций цветопламенных, искристых и шумовых.

По типовым свойствам пиротехнические игрушки делятся на изделия для помещений и изделия, запускаемые на открытом воздухе.

Внутри помещений разрешается применять изделия, которые не образуют большого количества дыма, вредных продуктов сгорания, применимы для конкретных помещений по шуму и разлету фрагментов.

Пиротехнические игрушки, запускаемые на открытом воздухе, в свою очередь делятся на наземные, среднего уровня (высота подъема 15-30 м), высотные (до 100 м). Изделия, работающие на большей высоте, являются профессиональными и не относятся к пиротехническим игрушкам.

Фейерверочные изделия

Вопреки бытующему мнению фейерверки не содержат взрывчатых веществ, однако являются ОГНЕОПАСНЫМИ ИЗДЕЛИЯМИ И ТРЕБУЮТ ПОВЫШЕННОГО ВНИМАНИЯ ПРИ ОБРАЩЕНИИ С НИМИ!

Хлопушки

Корпуса хлопушек изготавливаются из бумаги или пластмассы в виде цилиндра, конуса, бутылочки, конфеты и т.п. При рывке за шнурок хлопушки (рис.1),

воспламеняется чувствительный к трению пиротехнический состав, и продукты горения выбрасывают из хлопушки бумажные конфетти, серпантин, различные сувениры, а также разделительные картонные прокладки.

Хлопушку следует крепко держать на вытянутой руке под углом 30-45 градусов шнуром вниз, а другой рукой резко дернуть за шнурок.

Основные правила безопасности при использовании хлопушек:

• скорость движения содержимого хлопушки в начальный момент достаточно велика, поэтому не следует направлять хлопушку в лица зрителей или на осветительные лампы, чтобы не повредить глаза и не вызвать разрушений,
• не следует применять хлопушку вблизи пламени свечей или раскаленных спиралей - это может привести к воспламенению конфетти или серпантина,
• детям можно пользоваться хлопушкой только под наблюдением взрослых.

Существуют настольные хлопушки. Настольные хлопушки устанавливаются вертикально, а пиротехнический состав воспламеняется от фитиля, расположенного у основания. Такие хлопушки следует ставить на негорючую подставку, например тарелку, и не располагать под осветительными лампами.

Петарды

Петарды приобрели свою популярность необыкновенно быстро, хотя их эффект заключается просто в громком хлопке. Петарды различаются по размерам и уровню громкости. В продаже представлены два вида петард: петарды фитильные и петарды с терочной головкой.

Петарды с терочной головкой поджигаются как обыкновенные спички: стоит только чиркнуть терочной головкой о спичечный коробок. У фитильных петард поджигается торчащий наружу фитиль.

Петарда представляет собой бумажную гильзу с пиротехническим составом (рис.2).

С одной стороны гильза заглушена бумажной или глиняной заглушкой. С другой стороны к составу через заглушку подводится фитиль или медленно горящая зажигательная смесь. При воспламенении пиротехнического состава петарда разрывается с оглушительным хлопком.

Существуют оригинальные петарды с комбинированными эффектами: перед хлопком петарда может вращаться, прыгать, разбрасывать искры, взлетать вверх.

Фитильные петарды выпускаются как в виде отдельных петард, так и в виде связок от десяти до нескольких тысяч штук. Длинные связки расстилаются на земле в виде ленты. Связка поджигается с одного конца, и далее раздается непрерывный треск последовательно разрывающихся петард.

Основные правила безопасности при использовании петард:

• не носить петарды в карманах и без упаковки,
• не разбирать петарды,
• петарды с терочной головкой не задерживать в руках и после поджига отбрасывать от себя на 5-6 метров,
• фитильные петарды класть или ставить на землю или в снег и после поджига быстро удалиться на 5-6 метров;
• не помещать петарду в замкнутый объем (банку, ведро, бутылку) - использовать петарды только на открытом воздухе,
• категорически запрещается бросать петарды в людей и животных,
• не давать петарды детям.

Бенгальские свечи

Бенгальские свечи (часто их называют просто “Бенгальские огни”) - один из самых распространенных фейерверков.

Бенгальская свеча представляет собой металлический стержень или деревянную палочку с нанесенным на нее пиротехническим составом. При горении свеча разбрасывает серебристые искры.

Цветные бенгальские свечи горят, образуя еще и небольшой факел красного, зеленого или желтого цвета.

Качественная бенгальская свеча должна поджигаться от одной спички, не гаснуть при горении и не ронять на пол горячие шлаки, образующиеся в процессе горения.

В зависимости от применяемого состава бенгальская свеча может иметь черный, серый или серебристый оттенок. Некоторые свечи снабжены головкой, облегчающей поджиг свечи.

Размеры бенгальских свечей от 150 до 650 мм, а время горения от 30 сек до 5 мин.

Основные правила безопасности при использовании бенгальских свечей:

• самые крупные свечи рекомендуется использовать только в больших помещениях или залах;
• цветные бенгальские свечи следует применять только на открытом воздухе из-за присутствия агрессивных окислов в продуктах горения;
• любую бенгальскую свечу можно держать в руке за открытую часть под углом 30-45 градусов.

В продаже представлены в основном бенгальские свечи отечественного производства, которые по оформлению и производимому эффекту не уступают лучшим импортным свечам.

Римские свечи

Римская свеча (рис.3) представляет собой длинную картонную трубку.

В верхней части трубки размещается фитиль. Внутри трубка заполнена чередующимися слоями из медленногорящего пиротехнического состава, звездок и пороха. Свеча горит сверху вниз и последовательно выстреливает вверх горящие звездки. Количество звездок в римской свече может быть от 4 штук до нескольких десятков штук. Самые популярные свечи выстреливают небольшое количество звездок, но зато они производят необыкновенно интересные световые и звуковые эффекты.

Основные правила безопасности при использовании римских свечей:

• римские свечи не рекомендуется держать в руке из-за возможности разрушения оболочки или донной части свечи, что может привести к получению ожогов;
• римскую свечу необходимо устанавливать вертикально фитилем вверх и надежно закреплять: для этого свечу следует крепко привязать к колышку, вбитому в землю, либо воткнуть в металлическую трубу, грунт или плотный снег не менее чем на 1/3 длины свечи.

Салюты

Салют (рис.4) представляет собой небольшую бумажную (редко металлическую) заряженную гильзу (ствол) которая выстреливает на высоту 15-50 м парашюты или горящие звездки.

Зрителям очень нравятся батареи салютов. Батарея может содержать несколько десятков стволов, каждый из которых заряжен своим эффектом. Поджигается батарея от одного фитиля. Красочное оформление батарей, производимые ими эффекты и простота применения делают это изделие незаменимым для небольших фейерверков.

Основные правила безопасности при использовании салютов:

• запускать салюты только на открытом воздухе,
• салюты следует устанавливать на твердую ровную поверхность,
• батареи салютов с небольшим числом стволов следует присыпать у основания землей или плотным снегом, чтобы избежать опрокидывания при стрельбе; по этой же причине не рекомендуется ставить такие батареи на лед,
• поджигать салют на расcтоянии вытянутой руки,
• не запускать батареи салютов вблизи зданий, строений и линий электропередач (не ближе 20-50 м),
• располагать зрителей не ближе 10 - 50 м от батареи (расстояние указано в инструкции),
• не позволять запускать салюты детям.

Фонтаны, вулканы, контурные свечи

Фонтан (рис. 5) поджигается в верхней части и испускает поток ярких искр на высоту от нескольких сантиметров до нескольких метров.

Извержение искр может сопровождаться свистом, треском, выбросом огненных шаров. Горят фонтаны от нескольких секунд до 2-3 минут.

Большинство фонтанов можно применять только на открытом воздухе.

Для помещений и закрытых сценических площадок выпускаются специальные малодымные настольные и концертные фонтаны.

Пересекающиеся потоки искр от разных фонтанов используются для создания пиротехнических фигур (рис. 6).

На зрителей производит большое впечатление, когда внешне невзрачная конструкция вдруг превращается в большую яркую фигуру - “дерево”, “пальму”, “звезду” и т.п.

Вулканы изготавливаются в виде конуса. В процессе горения площадь горящего состава вулкана растет и соответственно растет высота потока выбрасываемых искр.

Контурные свечи предназначены для создания небольшого яркого цветного факела. Контурные свечи размещаются по контуру рисунка или надписи. С помощью быстрогорящего стопина или электровоспламенителей контурные свечи одновременно вспыхивают и создаваемая ими цветная огненная картина или надпись производят неизгладимое впечатление на зрителей.

В стесненных городских условиях фонтаны, фигуры и надписи часто бывают единственно доступными фейерверками благодаря незначительным размерам опасной зоны.

Основные правила безопасности при применении фонтанов:

• не применять фонтаны, предназначенные для открытого воздуха, в закрытых помещениях,
• фонтаны надежно закреплять на земле во избежание опрокидывания,
• удалять из опасной зоны легковоспламеняющиеся предметы, сухую траву и т.п.,
• не брать в руки (если у фонтана нет специальной ручки) и не пытаться гасить горящий фонтан,
• поджигать фонтан на расстоянии вытянутой руки и не наклоняться над фонтаном,
• не разрешать запускать фонтаны детям.

Солнце

Солнце (рис. 8) - очень эффектный фейерверк, который вращается вокруг горизонтальной оси и разбрасывает во все стороны искры, образуя яркий цветной круг.

Изделия для продажи комплектуются гвоздиком, который продевается сквозь отверстие в центре солнца и прибивается к вертикальной стойке на высоте не менее 1,5 метра. Стойкой может служить и дерево.

При установке солнца следует убедиться в легкости его вращения и отсутствия у стойки выступающих частей, которые могут затормозить солнце. Для большей легкости вращения между солнцем и стойкой можно вставить пластмассовую шайбу, в качестве которой подойдет, например, пробка от пластиковых бутылок.

Ракеты

Ракеты демонстрируют самые привлекательные черты фейерверка - энергичный старт, яркую искристую траекторию, многоцветный красочный салют.

Ракета состоит из двигателя, головной части и стабилизатора (рис. 9).

Двигатель ракеты обеспечивает подъем на высоту от 20 м до 100 м. В конце работы двигателя воспламеняется пиротехнический состав в головной части, и ракета выбрасывает горящие звездки, искры, парашюты или громко хлопает.

В небольших ракетах двигатель и головная часть сделаны в виде одной бумажной гильзы.

Стабилизатор обеспечивает ракете сохранение вертикального направления в полете. Простейшим и очень эффективным стабилизатором полета является прямая деревянная палочка или рейка. Палочка прикреплена к корпусу ракеты и летит вместе с ней. Длина и вес палочки должны соответствовать типу ракеты, поэтому нельзя запускать ракеты со сломанным, искривленным или самодельным стабилизатором.

Для запуска ракеты с палочкой - стабилизатором её следует вставить по возможности вертикально в подходящую бутылку с узким горлышком или в отрезок бумажной или металлической трубы на длину не менее 13 длины палочки - стабилизатора. Не следует втыкать палочку в землю т.к. тяги ракеты может оказаться недостаточно для взлета.

После разрыва ракеты на высоте палочка-стабилизатор падает на землю. У крупных ракет стабилизатор является достаточно тяжелым предметом, поэтому запуск таких ракет следует проводить на значительном (100- 150 м) удалении от зрителей.

Ракеты со стабилизатором в виде хвостового оперения часто запускаются со стартовых площадок, прилагаемых к ракете. Такие ракеты дороже ракет с палочкой-стабилизатором, но зато имеют вид самой настоящей ракеты.

Запускать ракеты следует вдали от высотных домов, деревьев, проводов и линий электропередачи.

Основные правила безопасности при применении ракет:

• поджигать фитиль на расстоянии вытянутой руки затем немедленно удалиться на расстояние не менее 20 м,
• не наклоняться над ракетой при поджиге фитиля,
• не запускать ракеты с рук,
• не запускать ракеты вблизи линий электропередач, высотных зданий, с балконов домов и при сильном ветре,
• не давать ракеты детям.

Летающие фейерверки

Летающие фейерверки раскручиваются на земле и взмывают вертикально вверх на высоту до 20 м, разбрасывая искры в виде зонтика. Фейерверк может ярко светиться различными цветами, хлопать, выбрасывать парашют.

В темноте взлет фейерверка образует величественное зрелище.

Летающий фейерверк представляет собой, как правило, бумажный цилиндрический корпус с крылышками (рис. 10).

Некоторые фейерверки не имеют крылышек и поднимаются вверх за счет дополнительного реактивного двигателя.

Для запуска летающих фейерверков нужна ровная гладкая площадка размером 50х50 см, например кусок картона.

Основные меры безопасности при использовании летающих фейерверков:

• не запускать фейерверк вблизи построек, жилых домов, проводов, при сильном ветре.

Высотные фейерверки - шары

Самые мощные, самые красочные салюты делаются с помощью высотных фейерверков.

Высотные фейерверки выстреливаются вертикально вверх из фейерверочных пусковых мортир на высоту от 50 до 300 метров. В верхней точке полета они разрываются, создавая разнообразные эффекты.

Высотные фейерверки (рис. 11) имеют, в основном, форму шара, реже цилиндра.

К нижней части шара (цилиндра) прикрепляется вышибной пороховой заряд. Заряд воспламеняется с помощью фитиля или электровоспламенителя и выбрасывает шар из пусковой мортиры.

Внутри шара находится разрывной заряд, который окружен пиротехническими элементами. В верхней точке полета разрывной заряд воспламеняется и с огромной силой разрывает оболочку шара, поджигая и разбрасывая во все стороны пиротехнические элементы.

Шары различаются по калибрам, т.е. размерам. Калибрам фейерверка считается диаметр пусковой мортиры, из которой его можно запускать. Калибр обозначается в миллиметрах или дюймах (1 дюйм = 25,4 мм). Чем больше калибр фейерверка, тем больше высота его подъема и тем более красочный эффект он производит.

Корпуса шаров имеют очень высокую прочность и изготавливаются из многослойной бумаги, картона или ( для небольших калибров) из пластмассы.

Фейерверки малого калибра (до 50 мм) допускаются в свободную продажу в комплекте с пусковой мортирой. В продаже их называют “фестивальные шары”.

Наиболее опасными моментами для высотных фейерверков являются следующие:

а) срабатывание разрывного заряда на малой высоте. Это может быть вызвано дефектом конструкции или применением пусковой мортиры несоответствующей данному фейерверку.

б) не срабатывание разрывного заряда. В этом случае неразорвавшийся шар падает на землю с большой высоты.

Высотные фейерверки требуют от пользователей и зрителей неукоснительного соблюдения мер безопасности:

• зрители не должны входить в опасную зону во время проведения фейерверка.
• на границах опасной зоны на массовых фейерверках должно быть выставлено оцепление,

ДЛЯ ОЦЕНКИ: ДИАМЕТР ОПАСНОЙ ЗОНЫ В МЕТРАХ ПРИБЛИЗИТЕЛЬНО РАВЕН КАЛИБРУ ФЕЙЕРВЕРКА В МИЛЛИМЕТРАХ.

При самостоятельном запуске “фестивальных шаров” следует четко выполнять следующие правила:

• Заряжать шар в пусковую мортиру следует на вытянутых руках и ни в коем случае не заглядывать в ствол и не наклоняться над заряженной мортирой.
• При повторной зарядке тщательно очистить мортиру от остатков предыдущего заряда.
• Осторожно опустить шар в мортиру и вывести наружу зажигательный шнур.

Зажигательный шнур у многих шаров состоит из длинной бумажной трубки, внутри которой находится пороховой стопин. Из трубки наружу выходит фитиль, длина которого составляет несколько сантиметров. Время горения наружного фитиля и обеспечивает ВСЮ задержку времени от поджига до срабатывания вышибного заряда. При отсутствии фитиля или при его длине меньше 1 см следует отказаться от запуска шара.

• Если после поджига фитиля он погас или не сработал вышибной заряд то:

• не следует подходить к мортире в течение 2 минут,
• запрещается заглядывать в ствол,
• внешним осмотром убедиться в отсутствии снаружи тлеющих частей и после этого разрядить мортиру на вытянутых руках, наклонив ствол вниз в сторону от зрителей и осторожно вытряхнуть шар на мягкую поверхность.

Бураки - парковые фейерверки

Бураки образуют светящиеся от самой земли траектории. Для дневных фейерверков применяются бураки, образующие столб цветного дыма.

Бурак (рис. 12) представляет собой картонную гильзу, в нижней части которой расположен вышибной заряд, а в верхней пиротехнические элементы.

Бурак, как и высотные фейерверки, заряжается в пусковую мортиру. При выстреле гильза остается в мортире, а пиротехнические элементы воспламеняются от вышибного заряда и летят вверх на высоту до 100 м. Некоторые бураки заряжаются звуковыми или разрывными элементами.

При одном и том же калибре размеры опасной зоны для бураков в 1,5 - 2 раза меньше, чем для высотных фейерверков.

Принцип действия рассмотренных ранее римских свечей и бураков, несмотря на конструктивные отличия сходен: горящие элементы воспламеняются и выбрасываются из ствола. Эти фейерверки, благодаря относительно небольшим размерам опасной зоны можно широко применять вблизи мест массового гуляния, за что их часто называют парковыми фейерверками.

Пусковые мортиры

Пусковые мортиры являются одним из важнейших факторов, обеспечивающим безопасность фейерверка, поэтому они рассматриваются здесь наряду с фейерверочными изделиями.

Простейшая пусковая мортира представляет собой трубу с глухим дном. Мортиры изготавливаются из многослойной бумаги, пластмассы, стеклопластика, металла.

Ствол мортиры должен выдерживать давление в несколько десятков атмосфер.

Заряд в мортиру помещают сверху (рис. 13), а воспламенительный фитиль или провода для электровоспламенения вышибного заряда проходят по стволу мортиры сверху вниз к заряду.

Заряды малого диаметра (до 100 мм) обычно опускаются в наклоненную от зрителей мортиру под действием собственного веса. Заряды большего калибра устанавливаются с помощью дополнительной бечевки или ленты.

При заряжании мортиры категорически запрещается придерживать заряд за воспламенительный фитиль или провода для электровоспламенения - это может привести к повреждению вышибного заряда или к преждевременному срабатыванию электровоспламенителя.

Мортира располагается вертикально, и при выстреле вся отдача передается на землю. Для бураков и шаров большого калибра отдача при выстреле бывает довольно значительной, поэтому мортиры следует устанавливать на плотный грунт или бетон.

При установке нескольких мортир следует устранить возможность их падения от вибрации при срабатывании соседних стволов. Для этого мортиры разносят друг от друга или наоборот монтируют в кассеты. Кассеты жестко скрепляют между собой или прикапывают землей.

Существуют платформы, смонтированные на автомобилях или прицепах, которые содержат несколько десятков мортир.

Категорически запрещается перезаряжать мортиры во время фейерверка!

При проведении массовых фейерверков артиллерийские орудия уже давно не применяются.

В отдаленных местах часто самостоятельно изготавливают мортиры, а для проведения фейерверка приглашают различные фирмы. Это позволяет значительно экономить на транспортных расходах, но при этом следует представлять, что для изготовления мортир нужны чертежи, материалы и технология, допускаемые разработчиком фейерверка.