Pyrotechnika

Pyrotechnika je práce s látkami, které jsou různými chemickými sloučeninami a směsmi a po zapálení vybuchují nebo se rychle spalují za značného vývoje plynů nebo vývoje vysokých teplot a plamenů nejrůznějších barev.

Dělení

Pyrotechnické předměty se dělí na:

vojenské
civilní
- zábavní pyrotechnika
- pracovní pyrotechnika - trhání skal a podobné inženýrské práce
- další dělení podle věku od 15 od 18 od 21 let

Pyrotechnická slož

Pyrotechnická slož je druh výbušiny. Jsou to směsi, které jsou vytvořeny za účelem světelných, dýmových a zvukových efektů. Pro zvukové efekty se používají zábleskové slože, které obvykle obsahují kovy a silné oxidační činidlo. Světelné efekty se vytvářejí směsí jednoduché hořlaviny a soli vzácných kovů, která slouží jako oxidační činidlo a při hoření způsobují ionty vzácného kovy obarvení plamene. Barevné kouřové efekty vznikají sublimací látek bez jejich hoření. Čili jedna látka hoří a vytváří vysokou teplotu, druhá látka sublimuje a uvolňuje se do vzduchu, aniž by shořela. Jednodušší dýmové efekty (bílé, černé) využívají zpravidla látek, které přímo hořením uvolňují dým.

Složení

Pyrotechnické slože mají téměř vždy dvě základní složky: hořlavinu a okysličovadlo. Hořlavina může být naprosto jednoduchá (cukr, plast, pryskyřice,…), nebo naopak speciální. Okysličovadlo může být také jednoduché (chlorečnany, chloristany,…) až po soli speciálních sloučenin (dusičnan barnatý, dusičnan strontnatý,…)

Největší měrou je využíván černý prach, směs dřevěného uhlí, síry a draselného ledku. Vlastnosti černého prachu se mění malou měrou pomocí poměrů těchto tří látek, větší měrou pak zrnitostí (čím jemnější, tím rychleji hoří), jakostí dřevěného uhlí (profesionální ohňostrojné materiály mají uhlí z vysoce jakostních stromů) a příměsmi, které zpomalují hoření (pryskyřice, oleje, chemikálie).

Jednoduché hořlavé směsi využívají i piliny kovů pro obarvení plamene (železo do žluta, hořčík do bíla,…) a pro různé efekty (kousky hliníku tvoří „jiskry“ v ohněpádech.

Hlavním účelem je efekt světelný. Podle látek, obsažených ve směsích zápalných, nabývá se nejrozmanitějších odstínů barevných. Bílé světlo magnesiové je poměrně drahé a proto pyrotechnikové spokojují se s odstínem do modra, jehož se nabývá zinkem, arsénem, antimonem a různými sloučeninami jejich. Ostatní základní barvy při ohňostrojích jsou červená, žlutá, zelená a modrá. Obyčejné červené barvy nabývá se sloučeninami vápníkovými, karmínově červené lithiem, rubidiem a strontiem. Užívání těchto látek je však stíženo značnou drahotou. Zeleně zabarvuje se plamen sloučeninami barya a mědi, žlutě sloučeninami sodíku, modře sloučeninami měďnatými, kalomelem, indigem. Železné piliny dávají jiskry bílé a červené, měděné do zelena, zinkové do modrozelena zbarvené, saze smíšené s moukou plamen téměř červený, s ledkem jasně červený oheň známý pod jménem zlatý déšť. Přídavkem žluté slídy nabývá se jisker zlatožlutých, kafr a benzoe zabarvují do běla, plavuň do červena atd. Ohňostroje rozlišujeme v přízemní, pevné neb hybné, stoupací a vodní. Každý ohňostroj skládá se ze zápalné směsi, jež při spalování vyvíjí světelný efekt, ze zápalky a z obalu, obyčejně trubice, v níž směs výbušná je napěchována. Podle intensity ohně rozeznávají se ohňostroje silné, rychlé, mdlé, líné atd. Silný a rychlý ohňostroj vyhořuje v krátké době, za neobyčejného vývoje světla a tepla. Hlavní součástí směsi takových ohňostrojů bývá chlorečnan draselný. Mdlý ohňostroj vyhořívá pomaleji, nevyvíjí vysoké teploty a světlo je mdlejší. Ohňostroje mdlé vypalují se vždy před ohňostroji silnými. Podle účelů a dojmu rozeznáváme ohňostroje svíticí, barevné, jiskřicí, pohyblivé atd. Světýlka vypalují se jen pro světlo, pestřice dávají světlo různých barev, jiskřice déšť jisker, hybné ohňostroje způsobují zároveň pohyb světelného zdroje, stoupací, točivý, posuvný, ba i vratný. Sem náležejí ohňová kola, mlýnky, spirály, hadi atd. Nejznámější z ohňostrojů stoupacích jsou rakety čili vulg. rachejtle, prskouny, prskavky. Nejjednodušší jsou ohně s jasně zářícím plamenem, jednoduché obaly naplněné zápalnou směsí a zadrhnuté. Obyčejná ohňová směs skládá se ze 16 d. prachové moučky a 3 d. uhlí; pro větší ohně ze 16 d. prachové moučky a 4 d. ocelových pilin s přídavkem pilin měděných pro světlo zelené, zinkových pro modrozelené atd. Čínský oheň dává nádherné, květům podobné jiskry a skládá se pro 2cm trubice ze 16 d. prachové moučky, 8 d. ledku, 3 d. jemného prachu uhelného, 3 d. síry a 10 d. jemných pilin litinových.

Zábavní pyrotechnika

Je kategorie výbušnin, u které jde vždy o světelný, dýmový nebo zvukový efekt a pyrotechnické směsi jsou buďto v papírových kontejnerech (běžně dostupná pyrotechnika), nebo v plastech (profesionální pyrotechnika). První třída je dostupná i dětem, druhá třída od 18 let, třetí třída na průkaz odpalovače ohňostrojů a čtvrtá třída se souhlasem Báňského úřadu a při splnění nejvyšších bezpečnostních opatření.

Mezi nejoblíbenější ohňostrojové efekty patří kulové a válcové pumy, které existují v kalibrech od 25 mm do 450 mm (speciální japonské až 1200 mm), vystřelují se z moždířů a efekt tvoří na obloze. Efekty mají svá jména a je jich několik tisíc (brokátová koruna, diamantová chryzantéma, létající rybky, zlatá pivoňka,…).

Hlavní surovinou téměř všech ohňostrojů jsou součásti prachu, ledek, uhlí, síra, pak piliny železné, měděné, zinkové atd., různé soli plamen zabarvující, pryskyřice, kafr, plavuň atd. Střelný prach na ohňostroje bývá zrnitý neb moučný. V náhradu zaň zkoušely se též střelná bavlna, nitroglycerin, dynamit, pikrinové sloučeniny atd.

Dříve se k odpalování používal výhradně oheň, pak se postupně přešlo na elektrický odpal a dnes se velké ohňostroje odpalují téměř výhradně elektronicky a jsou počítačově synchronizované s hudbou.

Vojenská pyrotechnika

Se zabývá výrobou nábojů pro děla a ručnice, jakož i hotovením zvláštních směsí, jichž užívá se ve válce při signalizování, zakouření nepřátelských pozic, zapalování budov na značnou vzdálenost atd.

Historie

Směsi známé pod jménem řeckého ohně užívali již staří Řekové na zapalování nepřátelských lodí a ve válčení pevnostním. Pyrotechnika zábavná byla známa Číňanům již v dávnověku, a náleží dosud k nezbytným potřebám tamních lidových slavností. Také Arabům byly známy směsi ohňové. Nemalý význam pro rozvoj Pyrotechniky měl vynález prachu, největší pokroky byly však učiněny teprve v 19. století, hlavně přičiněním Ruggieriho a syna, nejslavnějších pyrotechniků své doby, kteří svoje zkušenosti uložili ve spise »Éléments de pyrotechnique par Ruggieri« (Paříž, 1821).

Technika ohňostrojů

Pro větší obaly se bere o něco více ledku a železných pilin. Tzv. bengálský divadelní oheň je směs nejrůznějších látek, pro barvu červenou se bere 20 dílů dusičnanu strontnatého, 2 díly chlorečnanu draselného, 5 dílů síry, 2 díly síranu antimoničného. Podle použitých chemikálií získává pyrotechnika svoji barvu. Spojením několika ohňových trubic vznikají nehybná slunce a hvězdy. Trubice položené ve směru poloměru kruhu jsou na koncích mezi sebou spojeny zápalnými šňůrami, knoty, a zapalují se současně. Mezi další druhy patří glorie, vějíř, mozaika, kaskáda, atd. Při zlatém dešti jsou ústí trubic obrácena dolů.

Pohyb vzniká u ohňostrojů většinou reakcí při výbuchu. Pohyblivými ohňostroji nejjednoduššího tvaru jsou ohňové mlýnky a kola. Trubice svine se do spirály a upevní se na otáčivou dřevěnou desku nebo se jednotlivé trubice připojují ve směru tečen k otáčivému kruhu. Při jednostranném výbuchu trubic nastává pohyb celého kola ve směru opačném. Směs nejčastěji silně jiskří, bere se na př. 16 dílů moučného prachu, 3 díly nahrubo semletého uhlí a přidává se pro jiskření žlutý slídový písek.

Rakety

Rakety vypálené jednotlivě nebo ve skupinách tvoří nejčastěji závěrečný efekt slavností a větších ohňostrojů. Krásných efektů dosáhne se ohňostroji přízemními, jež vrhají koule, různobarevné hvězdy, květy a pod. ve značném množství do menších výšek nebo vybuchují při efektu světelném buď jednotlivě v částech neb najednou. Výroba raket vyžaduje nemalé péče a zkušenosti, aby směs a napěchování směsi v trubici byly správné, raketa dobře se zapalovala a stoupala, ve výši správně vybouchla. Obal musí býti zhotoven z látky pevné, jinak by se trhal při výbuchu. Od obyčejných ohňů liší se rakety kromě složením směsi hlavně tím, že mají duši, totiž kuželovitou dutinu podle osy. Duše nejde však celou délkou dobře napěchované směsi, nad ní je ještě část masivní asi ve výši průměru, tzv. zásobek. Na spodní části je trubice sešněrována, ale tak, že zůstává napolo otevřena. Nahoře ve výši 2-3 cm nad zásobkem se ustřihuje, směs uzavře se destičkou uprostřed provrtanou a trubice kloboučkem kuželovitého tvaru, který při stoupání brázdí vzduch. Aby se dosáhlo svislého stoupání, přidělán je k raketě prut, kterým vzestup samočinně se reguluje. Raketa přivazuje se tenkou nití ke hřebu, zaraženému do pevného kolu. Dva hřeby neb očko zaražené do kolu dole, vedou při vypálení prut. Zápalná nit vsunuje se do duše až k zásobku a vyčnívá z trubice asi o 2 cm. Zapaluje se dlouhou tyčí. Dobrou hnací náplní raket je směs tato: moučného prachu 8 dílů, hrubého uhelného prachu 3 díly, anebo ledku 16 dílů, síry 4 díly, hrubého uhelného prachu 9 dílů. Ledek a síra musí býti jemně rozemlety. Jednoduché rakety, jež prostě stoupají a ve výši uhasínají, nejsou složitější. Aby raketa po vzestupu házeti mohla světýlka, výbušky, hvězdy atd., upravuje se pod kloboučkem komůrka neb hlava K, ke trubici tak jako destička nejčastěji přiklížená. Nabíjení raket je pro jejich úspěšné vypálení nadmíru důležité. Směs musí být rovnoměrně napěchována, aby správně vyhořela. Duše vytváří se při nabíjeni zvláštním trnem, nebo se napěchuje trubice celá a duše se vyvrtá. Tento způsob dává rakety rovnoměrněji napěchované a lépe stoupající. Okraj ustřihne se tak, že téměř spadá v jedno s rovinou destičky. Táž potře se klihem, aby pevně seděla, průvrt její vyplní se směsí a hoření plocha potře se zapalovací hmotou, tak jako vnitřek komory, jež opatříme výplní, přiblíží se ke trubici a upevní se ještě drátem ovinutým kolem rakety. Váha komory s kloboučkem a výplní nemá přesahovati 13-12 celé váhy rakety. Uvázáním na kůl adjustování rakety jest ukončeno. Nejkrásnějších efektů nabude se, jsou-li rakety tak vybalancovány, že stoupají úplně svisle. Pak ve výši uhasínají a chrlí podle toho, čím komora byla vyplněna, různobarevná světýlka, výbušky, hvězdice atd. U raket výbušných uloženy jsou výbušky tak do komory, že šňůrou zápalnou pojí se výbušek k výbušku. Šňůra jde průvrtem destičky až do zásobku a zapaluje se, jakmile týž vyhořel, načež výbušek za výbuškem vybuchuje. Prostor mezi stěnou komory a obalem výbušků vyplněn je pilinami nebo otrubami. Místo výbušných patron berou se též zcela obyčejné žabky. Při raketách jiskřících a hvězdičkových je v komoře místo výbušných patron příslušný náboj, přikrytý nahoře papírem, od něhož jde zapalovadlo až do zásobku. Komora sedí zcela volně na trubici a vyprazdňuje se, jakmile zásobek rakety vyhořel. Plní-li se svíticími koulemi, pak tyto se potírají zapalovací hmotou a vkládají do komory do vrstvy prachové moučky. Zásobek a náboj komory se dotýkají, destička se tudíž mezi ně nedává. Rakety padákové stoupají jako rakety obyčejné, však po vyhoření zásobku neb i vložených výbušků zapálí se nit ze střelné bavlny, spojující uzlový bod několika nití napojených kamencem se středem složeného papíru, k jehož okrajům konce těchto nití se připojují. Následkem toho svíticí patrona v uzlovém bodě upevněná rozžehnuta padá, papír však se rozevře a padání zamezuje, tak že světýlko dlouho se vznáší, aniž při tmě padák viděti. Rakety kometové vyvolávají dojem komety, vrhají po uhasnutí ve výšce pruhy jisker. V hlavě rakety vyvrtáno je 8-12 děr, do nichž zastrčeny jsou zápalné šňůry svázané v komoře do uzlu, jenž po vyhoření zásobku se zapaluje. U raket, k zapálení připravených, šňůry volně visí, zapáleny vytvořují v ovzduší světelné pruhy. Také tyč raketová u těchto raket natírá se zápalnou směsí a hoří při stoupání. Ke zvýšení efektu upravují se na koncích šňůr koule svíticí nebo též výbušné. Spojením několika raket jednoduchých povstávají ohňostroje složené. Rakety točivé skládají se ze dvou raket, na společnou tyč, natřenou zapalovadlem, křížem položených a opatřených postranními otvory. Zapálena byvši raketa točivá nejen stoupá, ale také se točí, následkem postranního částečného výtoku plynů. Podobně jednoduchými prostředky nabýváme raketových vírů a spirál a postupným vypálením různých raketových skupin dosáhne se dojmů nejrozmanitějších. Ohňostroje vodní vypalují se na vodě a působí také tím, že zjevy světelné v hladině vodní se zrcadlí. Přípravky před vypálením na vodě plovou, smějí se ponořovati jen do jisté hloubky a musí býti opatřeny proti vlhku. Jinak úprava jejich neliší se valně od ohňostrojů vzduchových. Raket vrhacích užívá se k vrhání předmětů na značné vzdálenosti, hlavně při službě pobřežní k vrhání pomocného lana na lodi bouří zmítané. Bývají větší než rakety obyčejné, trubice plechová, k níž upevněno je lano, leží šikmo na raketové lafetě a před vypálením se zaměřuje. Zapálení děje se šňůrou.