正月十五花燈節(jié),絢麗的煙花在夜空綻放。在我很小的時(shí)候,我是把正月十五當(dāng)成過(guò)年的,那時(shí)候煙花爆竹帶來(lái)的無(wú)盡歡樂(lè)比年三十的年夜飯要強(qiáng)太多。
提到煙花,就不得不提火藥。火藥讓一些中國(guó)人為之自豪,也讓一些中國(guó)人為之心痛。為之自豪是因?yàn)榛鹚幈蛔u(yù)為中國(guó)的四大發(fā)明之一;為之心痛是因?yàn)榛鹚幵谥袊?guó)被制作成煙花爆竹之類(lèi)的玩物,而列強(qiáng)拿到火藥后卻在軍事上加以利用轟開(kāi)中國(guó)的大門(mén)。
很多人知道煙花爆竹在制造、存放、燃放過(guò)程中有危險(xiǎn)性,因此被嚴(yán)格管控。其實(shí)一些人不知道的是,煙花目前在軍事上也有廣泛的應(yīng)用。多方面因素綜合在一起,使得煙花的制造不僅被嚴(yán)格管控,就連煙花在細(xì)微之處的工作原理也很少對(duì)外普及。
中國(guó)古代發(fā)明了黑火藥,將硫磺、硝酸鉀、碳按一定比例混合在一起,點(diǎn)燃后迅速生成的氣體是原火藥體積的上千倍?,F(xiàn)代火藥的成分多少會(huì)有變化,但膨脹原理是一樣的。如果將火藥局限在一個(gè)狹小區(qū)域點(diǎn)燃,就可以依靠氣體的膨脹產(chǎn)生巨大的推力?;A(chǔ)的煙花就是將火藥放在一個(gè)比較厚的紙筒中,紙筒的底部用粘土封住,點(diǎn)燃火藥后火焰從紙筒中噴出,煙花的形象由此而生。炸彈的爆炸以及火箭騰空的原理和煙花燃放的原理其實(shí)是一樣的,難怪有網(wǎng)友將試射導(dǎo)彈形容為放了一顆大煙花。
目前市場(chǎng)占比最大的煙花在結(jié)構(gòu)上比基礎(chǔ)版的煙花多了一個(gè)層次,先點(diǎn)燃底部的火藥,燃燒生成的氣體推動(dòng)著球狀或圓柱狀的禮花彈在紙筒中加速,在禮花彈到達(dá)高空后,禮花彈內(nèi)的火藥開(kāi)始燃燒使禮花彈爆炸,將禮花彈內(nèi)的一個(gè)個(gè)星體推向空間不同方向。不同方向的星體同時(shí)燃燒,借助不同元素的焰色反應(yīng)產(chǎn)生絢麗的色彩。星體還可以在空中排出圓形、心形等不同圖案,甚至是立體的造型,使得煙花更具觀賞性。
煙花的燃燒不僅具有一定危險(xiǎn)性,同時(shí)還會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的污染。為此,低硫煙花甚至無(wú)硫煙花有了更大的發(fā)展空間。另外,還有一些煙花采用壓縮空氣推動(dòng)特殊紙片噴到空中,并結(jié)合LED反射光的技術(shù)同樣呈現(xiàn)出煙花效果,這就是電子煙花。
另外,在大型煙花表演中,還需要借助數(shù)字建模精準(zhǔn)控制煙花的擺放位置及燃放時(shí)間。甚至還要精確計(jì)算管徑及管長(zhǎng),以便在特定時(shí)間產(chǎn)生高低強(qiáng)弱的聲音效果。這樣煙花的燃放不僅具有強(qiáng)烈的觀賞性,還有音樂(lè)的效果。當(dāng)人工智能崛起后,AI在煙花的設(shè)計(jì)制造及燃放中必將發(fā)揮重要作用。
簡(jiǎn)單地說(shuō)了這點(diǎn),可能就有不少人想到了,煙花的基本原理和火箭的基本原理是一樣的,精準(zhǔn)控制煙花的造型所涉及的原理和控制火箭精準(zhǔn)擊中目標(biāo)的原理應(yīng)有相同之處。沒(méi)錯(cuò),絢麗的焰火非常美麗,其背后的科學(xué)規(guī)律更美麗。焰火變得越來(lái)越美麗離不開(kāi)技術(shù)的推陳出新,依據(jù)簡(jiǎn)單的科學(xué)規(guī)律不僅能夠設(shè)計(jì)制造出絢麗多彩的煙花,也能設(shè)計(jì)制造其他設(shè)備以充實(shí)人類(lèi)的燦爛文明文化。火藥是中國(guó)古代的四大發(fā)明之一,不能將火藥從煙花爆竹中拓展延伸出來(lái)在其他方面加以利用,終究還是落后。焰火散去了,積極探索不能散去。
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