打ち上げ花火の仕組み｜花火師がこっそり教える裏話

花火の構造

一般的に打ち上げ花火は筒の中に仕込んだ火薬によって、花火玉を空中に打ち上げます。
花火玉が十分な高さまで上がった時に玉の内部に点火し、美しい姿を見ることができます。

花火玉の形は球形で、内部に赤や青などの色を発しながら燃焼する火薬玉が仕込まれています。
花火玉の内部は燃焼時に美しく光るための「星」と呼ばれる火薬玉と、星を吹き飛ばして分散させるための「割火薬」が交互に層状に配置された構造になっています。
これは燃焼しても光を発することがありません。

花火玉の外部は包むための紙(クラフト紙)に覆われています。
大きな玉であれば星と割火薬が何層も仕込まれた構造になっていて、打ちあがれた後に外側の層から順番に点火されて美しい姿を見せてくれます。

花火が上がるのは何故？

花火玉を空中に打ち上げるために、打上火薬が使用されます。

打上火薬は筒の底の部分に仕込んでおくか、花火玉の底部に取り付けられています。
筒の中で打上火薬に点火して爆発する際の反動によって、大きな花火玉が空中に放出されます。

打上火薬に点火する際に花火玉自体の点かも行われ、十分な高度に達した時に玉の中の星や割火薬に点火されるように導火線の長さが調整されます。

大きな花火玉の方が打ち上げられて上空で開く時の直径が大きくなるため、高度を上げる必要があります。
玉のサイズや重量ごとに量を調整して、打ち上げる際の高度を調整します。

ちなみに40号玉(4尺玉)であれば直径は約120cmで重量が400kgもあり、地面から800mの高度まで打ち上げます。

色が出る仕組みは？

花火玉の星と呼ばれる火薬玉が燃焼する時に、赤や青などの美しい色を発色します。

火薬の成分を調整することで、さまざまな色の花火を作ることができます。
花火の星の色は、金属が燃焼する際に発光する炎色反応を利用しています。
金属の種類ごとに、燃焼時の炎色反応に違いがあります。
例えばナトリウム(オレンジ色)・銅(青)・リチウム(赤紫)・ストロンチウム(赤)・バリウム(緑)などがあります。

火薬に種類の異なる金属を混ぜることで、燃焼時にさまざまな色を発する星を作ることができます。

1つの「星」の中に複数の金属を含む火薬を層状に仕込んでおくことで、空中で燃焼する際に大輪の色が変化するような演出をすることができます。

花火の仕組みの基本は３種類の火薬

打ち上げ花火で使用される火薬は大きく分けて3種類です。
花火玉を空中に打ち上げる「打上火薬」と星と呼ばれる玉を空中で均一に分散させて大輪を作るための「割火薬」、美しい光を発する「星」の3つです。

これらのうち、光を発して目で見ることができるのは「星」だけです。「星」以外は爆発力を得るために使用するもので、光を発することはありません。

美しく夜空を彩る花火の大輪を作るために、割火薬などのように観客の目に触れることが無い「裏方」が大切な役割を果たしているといえます。
それぞれの火薬は役割ごとに異なる特徴や性質があります。

花火玉を製造したり当日に打ち上げるまでの間に運搬する際は、安全な状態で保管する必要があります。

花火が空中で花開く仕組みは？

花火が空中で花開く仕組みですが、割火薬に点火され内側の星から順番に点火。
直後に内側に仕込まれた星にされて、爆発する威力を得る。
そして、点火された星が空中に均一に分散することで花が開きます。
星が光を発しながら均等に広がることで、美しい花が咲くように見える仕組みですね。

大きな花火玉であれば、割火薬から順番に星と点火されて次々と花が開きます。

空中で美しい花を咲かせるためには点火のタイミングを調整する必要があります。
美しく花を開かせるためには、割火薬の量を調整するのと均一な厚さで仕込むことが大切です。
着火のタイミングや割火薬の量を調整するためには、職人の高い技術が求められます。

花火のいろいろな色が出る仕組みは？

打ち上げ花火などの花火の色には、青色や赤色、緑色や黄色、紫色などのカラフルな鮮やかな色が出るという特徴があるものですが、これは炎色反応が出ていることで鮮やかな色になるということになります。

これは花火職人による花火師が炎色剤と言われるものを花火に付けることによるもので、それぞれの色が出せるように炎色剤が花火には付けられていることになり、もともとの状態においては色が出る仕組みにはなっていないものです。
花火師が火薬に炎色剤を付けることで炎色反応という現象が打ち上げられた場合にはっきりとわかるようになっています。

このような炎色反応というのは、化学反応のひとつのことでこの性質を利用したものに花火があります。

花火の日本と海外での違いとは？

欧米諸国などの海外の花火というのは、花火のかたちが円筒形という種類のかたちをしているのが特徴的なものですが、このため日本で行なわれているような打ち上げ花火のように丸いかたちで花を咲かせるようなイメージのものではなく、打ち上げられたときに何段にも花をさかせるようなかたちで打ち上げられるという違いというものがあります。

日本においては季節の風物詩としてのものが発射させられることになりますが、海外の国での花火はお祝い事やイベントなどの場合に打ち上げることでということで、このように花火を行なうための目的というのが異なるということになります。

このように日本と海外では花火には性質や目的が違うということです。

日本花火の３つの繊細な特徴とは？

日本の花火大会で打ち上げられている花火というのは、職人によりつくられているものであり、決して機械などではあのような鮮やかな演出というのはできないものです。

このような花火師によってつくられた打ち上げられたものには繊細な特徴というものがあるものですがそのひとつは円を描くような球のかたちをしたものが発射されるということで、海外のものとは異なるという特徴もあるということになります。、

ふたつめの特徴としては、青色や赤色、緑色や黄色などのカラフルで鮮やかな色を演出することができるということです。
このような技術も花火をつくる職人による技術とされています。

３つめには、花火を一発ずつ打ち上げるという単打ちが行なわれていることでこの単打ちという方法は日本においては昔からの伝統的な方法です。

基本の打ち上げ方法

花火などの方法というのは、まず花火の打ち上げ筒と言われる筒を固定させてその固定をさせた状態において、花火を空に舞い上がらせるために材料となる火薬を入れることから始まります。

この火薬は発射火薬とも言われるもので、発射火薬に点火させることで花火が打ちあがります。

そして、導火線を開いて火の玉を発車火薬に点火をさせることで、あらゆる大会で見られるような日本の風物詩とも言うことができるものが次から次へと舞い上げられるような仕組みになっています。

このような種類にはそれぞれの職人によって種類があるため、あらゆる種類のものがありますが、基本的な花火の打ち上げというのは筒を使用することで行なわれています。

様々な打ち上げ方

花火の打ち上げる方法というのはいくつかの種類の方法があるものですが、代表的な方法のひとつには単独で一発ずつ打ち上げる単打ちと言われるものがあります。

ひとつひとつ行なわれる単打ちに対して、打ち上げ筒から何回も連続してのものがありますが、このようなものは早打ちと言われています。
早打ちは日本においては独特なものですが、ポピュラーな打ち上げ方法で二人一組によって行なわれています。

また、スターマインと言われる種類の方法もあり、最近にいたってはテレビなどの花火大会の中継においても見られることが多くなりましたが、スターマインというのは花火を連発することによって音楽などと合わせることで臨場感を出す効果があるものです。

まとめ

いかがでしたでしょうか？
花火の仕組みは理解できましたか？

この知識を使って花火大会をより一層楽しみましょう！！