science >> Wetenschap >  >> anders

Hoe vuurwerk werkt

Vuurwerk lijkt misschien magisch, maar de wetenschap erachter is gemakkelijk te begrijpen. Leer hoe vuurwerk en voetzoekers werken.

Als je ooit naar een vuurwerkshow in een pretpark bent geweest, honkbal spel, Viering van juli of op oudejaarsavond, dan weet je dat vuurwerk een heel bijzondere en prachtige magie heeft -- een goede show is absoluut geweldig.

Heb je je ooit afgevraagd hoe deze magie werkt? Wat wordt er in de lucht gelanceerd om deze prachtige displays te maken? In dit artikel, je leert alles over vuurwerk, sterretjes en luchtvuurwerk.

Bijna iedereen in de Verenigde Staten heeft persoonlijke ervaring met vuurwerk, hetzij van Fourth of July of New Years Eve vieringen. Bijvoorbeeld, je hebt waarschijnlijk zowel sterretjes als vuurwerk gezien. Het blijkt dat als je deze twee begrijpt pyrotechnische apparaten , dan ben je goed op weg om luchtvuurwerk te begrijpen. Het sterretje laat zien hoe je helder kunt worden, sprankelend licht van een vuurwerk, en het vuurwerk laat zien hoe je een explosie kunt maken.

Voetzoekers bestaan ​​al honderden jaren. Ze bestaan ​​uit ofwel zwart poeder (ook bekend als buskruit) of flitspoeder in een strakke papieren buis met een lont om het poeder aan te steken. Zwart poeder, kort besproken in How Rocket Engines Work, bevat houtskool, zwavel en kaliumnitraat. Een samenstelling die in een vuurwerk wordt gebruikt, kan aluminium bevatten in plaats van of naast houtskool om de explosie op te helderen.

Sterretjes zijn heel anders dan vuurwerk. Een sterretje brandt gedurende een lange periode (tot een minuut) en produceert extreem helder en buiig licht. Sterretjes worden vaak "sneeuwbalsterretjes" genoemd vanwege de vonkenbal die het brandende deel van het sterretje omringt. Als je kijkt naar patent #3, 862, 865:Samenstelling van sterretjes, je kunt zien dat een sterretje uit verschillende verbindingen bestaat:

  • een brandstof
  • een oxidatiemiddel
  • IJzer- of staalpoeder
  • Een map

Zie deze Vraag van de Dag voor een bespreking van oxidatiemiddelen - kaliumnitraat is een veel voorkomende. De brandstof is houtskool en zwavel, als in zwart poeder. De bindmiddel kan suiker of zetmeel zijn. Vermengd met water, deze chemicaliën vormen een slurry die op een draad kan worden gecoat (door te dompelen) of in een buis kan worden gegoten. Als het eenmaal droog is, je hebt een sterretje. Als je het aansteekt, het sterretje brandt van het ene uiteinde naar het andere (zoals een sigaret). De brandstof en oxidator zijn geproportioneerd, samen met de andere chemicaliën, zodat het sterretje langzaam brandt in plaats van te exploderen als een vuurwerk.

Het is heel gebruikelijk dat vuurwerk aluminium bevat, ijzer, staal, zink- of magnesiumstof om heldere, glinsterende vonken. De metaalvlokken warmen op totdat ze gloeiend zijn en helder glanzen of, bij een voldoende hoge temperatuur, daadwerkelijk verbranden. Er kunnen verschillende chemicaliën worden toegevoegd om kleuren te creëren.

In de volgende sectie, we kijken naar luchtvuurwerk, zoals die u zou kunnen zien in een vuurwerkshow.

Luchtvuurwerk

Luchtvuurwerk is de grote, kleurrijk vuurwerk dat je zou kunnen zien in een Fourth of July-show.

Een luchtvuurwerk wordt normaal gevormd als een schelp dat bestaat uit vier delen:

  • container - Meestal geplakt papier en touw gevormd tot een cilinder
  • Sterren - Bollen, kubussen of cilinders met een sterretje-achtige samenstelling
  • Springlading - Firecracker-achtige lading in het midden van de shell
  • Lont - Biedt een vertraging zodat de granaat op de juiste hoogte explodeert

Net onder de schaal bevindt zich een kleine cilinder die de hijslading bevat.

De schelp wordt gelanceerd vanaf a Mortier . De mortel kan een korte, stalen buis met a hijslading van zwart poeder dat in de pijp explodeert om de granaat te lanceren. Wanneer de hijslading afvuurt om de granaat te lanceren, het steekt de lont van de shell aan. De lont van de granaat brandt terwijl de granaat naar de juiste hoogte stijgt, en ontsteekt dan de barstende lading zodat het explodeert.

Een eenvoudige shell gebruikt in een lucht vuurwerk. De blauwe ballen zijn de sterren, en het grijs is zwart poeder. Het poeder is verpakt in de middenbuis, dat is de barstende lading. Het wordt ook tussen de sterren gestrooid om ze te helpen ontsteken.

Eenvoudige schelpen bestaan ​​uit een papieren koker gevuld met sterren en zwart poeder. Sterren zijn er in alle soorten en maten, maar je kunt je een eenvoudige ster voorstellen als zoiets als een sterretje, gevormd tot een bal ter grootte van een erwt of een dubbeltje. De sterren worden in de buis gegoten en vervolgens omgeven door zwart poeder. Wanneer de lont in de schaal brandt, het ontsteekt de barstende lading, waardoor de schaal ontploft. De explosie ontsteekt de buitenkant van de sterren, die beginnen te branden met heldere vonkenregens. Aangezien de explosie de sterren in alle richtingen werpt, je krijgt de enorme bol van sprankelend licht die zo bekend is bij vuurwerkshows.

Multibreak-schelpen

Meer gecompliceerde granaten barsten in twee of drie fasen. Schelpen zoals deze heten multibreak schelpen. Ze kunnen sterren van verschillende kleuren en composities bevatten om zachter of helderder licht te creëren, min of meer vonken, enz. Sommige granaten bevatten explosieven die zijn ontworpen om in de lucht te knetteren, of fluitjes die naar buiten exploderen met de sterren.

Multibreak shells kunnen bestaan ​​uit een shell gevuld met andere shells, of ze kunnen meerdere secties hebben zonder extra shells te gebruiken. De secties van een multibreak-schaal worden ontstoken door verschillende zekeringen. Het barsten van de ene sectie ontsteekt de volgende. De schelpen moeten zo worden samengesteld dat elke sectie in volgorde explodeert om een ​​duidelijk afzonderlijk effect te produceren. De explosieven die de secties uit elkaar halen heten kosten breken .

Volgende, we zullen kijken hoe vuurwerk tijdens een vertoning in verschillende patronen explodeert.

Vuurwerkvertoningen

de patroon dat een luchtgranaat in de lucht schildert, hangt af van de opstelling van sterpellets in de schaal. Bijvoorbeeld, als de korrels op gelijke afstand van elkaar in een cirkel staan, met zwart poeder in de cirkel, je zult een luchtweergave zien van kleinere sterexplosies op gelijke afstand van elkaar in een cirkel. Om een ​​specifiek figuur in de lucht te creëren, je maakt een omtrek van de figuur in sterpellets, omring ze als een groep met een laag breuklading om ze tegelijkertijd te scheiden van de rest van de inhoud van de schaal, en plaats explosieve ladingen in die pellets om ze naar buiten te blazen in een grote figuur. Elke lading moet precies op het juiste moment worden ontstoken, anders wordt het hele ding bedorven.

Om te zien hoe sommige veelvoorkomende multibreak-granaten er in de lucht uitzien, probeer de snelle en gemakkelijke "HowStuffWorks Field Guide to Aerial Fireworks." Het is interactief, zodat je op een naam kunt klikken en het bijbehorende vuurwerk kunt zien. De volgende keer dat je getuige bent van een grote vuurwerkshow, u zult de namen kennen voor elk type schelp dat u ziet.

U kunt zien hoe enkele van de meest voorkomende multibreak-shells er in de lucht uitzien door op de knoppen in de bovenstaande afbeelding te klikken. U kunt beschrijvingen van deze schelpen hieronder lezen:

  • Palm :Bevat grote kometen, of ladingen in de vorm van een massieve cilinder, die naar buiten reizen, exploderen en dan naar beneden buigen als de takken van een palmboom
  • ronde schelp :Ontploft in een bolvorm, meestal van gekleurde sterren
  • Ring schelp :explodeert om een ​​symmetrische ring van sterren te produceren
  • wilg :Bevat sterren (hoge houtskoolsamenstelling maakt ze lang brandend) die in de vorm van wilgentakken vallen en zelfs zichtbaar kunnen blijven totdat ze de grond raken
  • Rondeel :barst in een cirkel van kastanjebruine schelpen die in volgorde ontploffen
  • Chrysant :barst uit in een bolvormig patroon van sterren die een zichtbaar spoor achterlaten, met een effect dat enigszins doet denken aan de bloem
  • Stamper :Als een chrysantenschelp, maar heeft een kern die een andere kleur heeft dan de buitenste sterren
  • Kastanjebruine schelp :Maakt een luide knal
  • Serpentijn :Uitbarstingen om kleine buizen van brandbommen naar buiten te schieten in willekeurige paden, die kan uitmonden in exploderende sterren

Voor meer informatie over vuurwerk en aanverwante onderwerpen, bekijk de links op de volgende pagina.

Veel meer informatie

gerelateerde artikelen

  • Hoe Flintlock-geweren werken
  • Hoe raketmotoren werken
  • Hoe granaten werken
  • Hoe landmijnen werken
  • Hoe C-4 werkt
  • Hoe luchthavenbeveiliging werkt
  • Hoe bosbranden werken
  • Wat is dynamiet en hoe werkt het?
  • Kan meel ontploffen?

Meer geweldige links

  • National Council on Fireworks Safety Homepage
  • Zambelli-vuurwerk
  • Veelgestelde vragen over pyrotechniek
  • Licht en kleuren - De chemie van kleur in vuurwerk
  • Pyrotechnics Guild International

Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. De rol van microben in de industrie
  2. Welke soorten cellen delen door mitose en cytokinese?
  3. Chloroplast & Mitochondria: wat zijn de overeenkomsten en verschillen?
  4. Hoe een jetlag werkt
  5. Het verschil tussen craniologie en frenologie
  6. Trofisch niveau (voedselketen en web): definitie en voorbeelden (met diagram)
  7. Hoe MRNA naar TRNA
  8. Wat is het verschil tussen erfelijke en milieudefecten?
  9. Forensische wetenschapsprojecten voor middelbare scholieren

Wetenschap