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花火はプログラマー?
知ればもっと楽しくなる
「花火」の歴史と科学

打ち上げ花火の丸い形にはワケがあった? 花火さんは実はプログラマーだった?!
「花火」のふしぎを知ると、花火を観るのがもっと楽しくなるよ。
花火師はプログラマー?知ればもっと楽しくなる「花火」の歴史と科学
  • 花火大会を観に行くときは大人と一緒いっしょに行こう。マナーや安全に注意し、係の人の指示しじにしたがって行動しよう。

探検たんけんメンバー

  • 隊員はると
    ふしぎ探検隊たんけんたいが行くよ!
    隊員はると
  • 丁大玉先生
    この人に聞いたよ
    花火を研究している
    丁 大玉てい たいぎょく先生

知っておきたい花火の歴史と伝統でんとう

  • 花火大会は楽しいよね。色とりどりの光、大きな音、けむりのにおい……。昔の人も花火を楽しんでいたのかな?
  • 8世紀後半ごろの中国で発明された黒色火薬が花火のはじまりとされているよ。当時は医薬品や殺虫ざいとして使われていたらしい。見て楽しむ花火は14世紀ごろのイタリアで発展はってんしたそうだよ。
  • そんなに昔から! 日本にはいつ伝わってきたのかな?
  • 16世紀ごろに鉄砲てっぽうとともに伝わってきたと言われているよ。
  • 花火大会もそのころから行われていたの?
  • もう少しあとだね。一番歴史が古い花火大会はおそらく、江戸えど時代から続く隅田川すみだがわ花火大会。東京・両国の隅田川すみだがわの川開きの日に行われていたんだ。
  • テレビでも見たことがある! 花火が打ち上がったときに「た〜まや〜」「か〜ぎや〜」っていうかけ声が聞こえるけれど、あれは何?
  • 「玉屋」「かぎ屋」は江戸えど時代の隅田川すみだがわ花火大会を担当していた花火の屋号だよ。江戸えどの人たちはそれぞれの花火をほめたたえて「た〜まや〜」「か〜ぎや〜」とかけ声をかけていたんだ。玉屋は火事を起こして町を焼いてしまい、江戸払えどばらい*となり一代で終わってしまったけれど、かぎ屋は続いていて今は十五代目だよ。

* 江戸えど時代の刑罰けいばつ江戸えど市外へ追いはらわれた。

  • へ〜! そのころから打ち上げ花火はあったの?
  • 当時は今でいう、おもちゃ花火のレベルで、色も暗いオレンジ色(黒色火薬の色)だけだったらしい。本格ほんかく的な打ち上げ花火が登場したのは明治時代のころと言われているよ。
  • 日本の打ち上げ花火はきれいだと聞いたことがあるよ。でも海外にも花火はあるんでしょ? 何がちがうの?
  • 日本の打ち上げ花火は、花火玉が球の形をしていて、上空で花のように丸く広がるのが特徴とくちょう。何重にも開花したり、ひとつの花火の中でさまざまな色を出したり、色が何度も変化するものもあるよ。
海外の花火玉と日本の花火玉のちがい
海外の花火玉
日本の花火玉

ヨーロッパの花火玉は円筒えんとう形で、やなぎえだのような形に開き、色も1色のことが多い。

  • 丸い打ち上げ花火は、日本ならではのものだったんだね。
  • 最近では海外でも日本の花火玉が作られるようになったよ。丸い花火玉は、開いたときにどの角度から見ても丸くて美しい。でもそれ以外のメリットもあるんだ。
  • どんなメリット?
  • 丸い形は外側からの力に強い。だから打ち上げのときに強い力で発射はっしゃしても、ひびやれが出にくくて安全なんだ。上空で割薬わりやく* の力でれるときも、丸い形のおかげで均等きんとうれるよ。

* 花火玉を破裂はれつさせ、星を点火・放出する火薬

  • 機能きのう的な理由もあったんだね。
  • 鳥のたまごが丸い形をしているのも同じ理由だよ。たまごは外からの力に強くてれにくい。でも、ふかのときは、ひながたまごのからを内部からやぶりやすいんだ。
  • たしかにたまごもそうだね!
  • そのような強い構造こうぞうをしているおかげで、丸い花火玉は、玉を大きく作ることが可能かのうなんだ。
  • へ〜、大きな花火を見られるのも丸い形のおかげなんだね!
花火玉の構造こうぞう
例)日本が世界にほこる花火玉「八重芯やえしん

:もえて光と色を出す火薬を造粒ぞうりゅうまたは成形したもの。順に色が変わる花火をつくるときは、いろいろな火薬をそうにして造粒ぞうりゅうする。打ち上げ花火において一番大事な部分であり、作るのに一番時間がかかる。

割薬わりやく:もみがらに粉火薬をまぶしたもの。花火玉を破裂はれつさせ、星を点火・放出する。

※なぜ「八重芯やえしん」という名前なの?

しんとなる星が同心円に二重にならんでいる花火玉を「八重芯やえしん」という(一番外側の親星はカウントしない)。「八」はたくさんの数を意味し、当時の技術ぎじゅつで作れる最高レベルのものだったので、二重ながらそう名づけられた。しかしその後、八重芯やえしんをこえる「三重芯みえしん」「四重芯よえしん」も開発された。

知るともっと楽しくなる花火の科学

  • 花火経験けいけんかんをたよりに発展はってんしてきた花火は、実は化学、力学、色彩しきさい音響おんきょう、安全、環境かんきょうなど多くの分野にまたがる科学技術ぎじゅつでもあるんだ。そんな花火の科学について知っておくと、花火鑑賞かんしょうがもっと楽しくなるかもしれないよ。

打ち上げ花火の「大きさ」

〜大きいほど高く上がる?〜

  • 花火玉ってどれくらい大きいの?
  • 一番小さな2.5号サイズの花火玉で直径7.5cm。花火大会でよく打ち上げられるのは8号〜10号サイズの花火玉で、10号玉は直径30cmくらいあるよ。ちなみに10号の次は20号、30号と続くよ。

* 花火玉のサイズは「号数」で表す。玉の号数とその直径との関係:3号=3すん(9cm);4号=4すん(12cm);……;10号=1しゃく(30cm);……;40号=4しゃく(120cm)

  • 一番大きな花火玉はどのくらい大きいの?
  • 今のところ40号(四しゃく玉)が最大のサイズ。直径120cmで重さは420kgくらいあるから、発射はっしゃ用のつつに入れるのも大変な作業なんだ。
  • そんなに重たいものが打ち上がるの!?
  • 大きい花火ほど、高く打ち上げるんだよ。40号の花火玉の場合、直径700mもの大きさに開くから、上空700mまで打ち上げるよ。このときの速度は新幹線しんかんせんの最高速度より速いんだ。
  • 新幹線しんかんせんより速く、スカイツリーよりも高く上がるんだね!
打ち上げ花火の大きさと高度

打ち上げ花火の「形」

〜覚えておきたい基本きほんの形〜

  • 打ち上げ花火にはいろいろな形があるよね。
  • 大きく割物わりもの」「小割物こわりもの」「ポカ物」に分けられるよ。さっき紹介しょうかいした八重芯やえしんは「割物」のきく牡丹ぼたんで使われているよ。
打ち上げ花火の主な種類

割物わりもの:代表は「きく」と「牡丹ぼたん」。きくは光のを引き、牡丹ぼたんを引かない。他に、ちょうちょうやハートなどの形をした「型物」がある。

小割物こわりもの:花火玉の中にいくつも花火玉が入っていて、小さな花火が同時に開く。

ポカ物:花火玉がくす玉のようにポカッとれるもので、「やなぎ」や「はち(光や音がいろいろな方向に飛ぶ)」などがある。

  • 花火大会でよく見られる「スターマイン」は、たくさんの花火を同時に、または連続して打ち上げる方法のことで、これは、しかけ花火に分類されるよ。
しかけ花火の主な種類

しかけ花火には「スターマイン」の他、火薬をつめた紙製かみせいつつ(ランス)を木枠きわくにいくつも取り付けた「わくしかけ」や、ワイヤーロープにつるされたランスから火花を落とし、たきのように見せる「ナイアガラ」などがある。

打ち上げ花火の「色」

〜たった4色から作られている?〜

  • 花火はいろいろな色があってきれいだよね。
  • いろいろな色があるように見えるけれど、実は花火は「赤」「黄」「緑」「青」の4色が基本きほんなんだ。
  • え? そんなに少ないの?
  • 花火に色がついているのは、火薬にまぜている炎色剤えんしょくざいとよばれる金属きんぞく化合物のおかげなんだ。金属きんぞくには、もやすと特有な炎色反応えんしょくはんのうを起こしほのおに色をつける性質せいしつがあるんだよ。
花火の基本きほんの4色

花火の発色は金属きんぞく化合物の炎色反応えんしょくはんのうを利用したもの。明治時代に金属きんぞく化合物が輸入ゆにゅうされ、明るくあざやかな色の花火ができた。

  • 金属きんぞくって、こんなにきれいな色を出すんだね。
  • 他の色を出す金属きんぞくもあるけれど、現在げんざいは取りあつかいやすさなどの理由からこの4つが使われることが多い。でも4色を組み合わせることで、いろいろな色を出せるんだ。最近はオレンジ、水色、エメラルドグリーンなどのあざやかな色も見られるようになったね。

打ち上げ花火の「音」

〜光った後に音が聞こえてくるナゾ〜

  • 「ヒュー」「ドーン」っていう打ち上げ花火の音にもワクワクしちゃうよね!
  • 「ヒュー」というのは花火玉が空にのぼるときの演出えんしゅつ音だね。あれは「笛花火」という花火を花火玉にとりつけて、音を出しているんだ。
  • そうなんだ! あの音を聞くと「来るぞ来るぞ〜」って思うんだ。そのあと花火が開いてから「ドーン」という音が聞こえてくるけど、どうして光ってから音がなるの?
  • それは、光がとどくスピードと音がとどくスピードがちがうからなんだ。「光」は一瞬いっしゅんとどくけれど、空気の振動しんどうによって伝わる「音」はとどくのに時間がかかる。光ってから音が聞こえるまで2〜3秒かかることもあるよ。
  • その2〜3秒の間ってゾクゾクする!
  • うん。花火玉が大きくなるほど、開くときの爆発ばくはつ音も大きくなるからね。一番大きな40号の花火ともなれば、その場にいるとすごい迫力はくりょくを感じるよ。

打ち上げのしくみ

〜花火はプログラマー?〜

  • 打ち上げ花火は、どうやって打ち上げているの?
  • 大砲たいほうと同じように、火薬を使って打ち上げているよ。つつの底に打ち上げ用の火薬(揚薬あげやく)をしきつめ、導火線どうかせんを下にして花火玉を置く。導火線どうかせんに火がついた瞬間しゅんかんに真上に打ち上がり、導火線どうかせんにそって火が伝わっていき、ちょうど導火線どうかせんがもえきったとき、玉の中心にある割薬わりやくが点火され、破裂はれつして開くんだ。
花火の打ち上げのしくみ

導火線どうかせん時限装置じげんそうちの役目。その長さは大きな花火玉ほど長くなる。

  • 花火さんが火をつけているの? あぶなくない?
  • 昔はつつの中に火種を投げ入れたりしていたけれど、それはかなりあぶない方法だった。今は電気を使って点火しているよ。すべてのつつをならべ終わったらコードでつなげ、遠くからスイッチを入れるだけ。打ち上げるタイミングもあらかじめコンピューターにプログラムしておけるんだ。
  • 現代げんだいの花火さんはプログラマーでもあるんだね!
  • いっぽうで花火は細かい手作業で作られているという面もあるんだ。1の花火玉を作るのに、星のつくりはじめから1〜2カ月かかることもあるよ。これからの時代は、より安全で環境かんきょうにもやさしい花火を作る技術ぎじゅつも必要とされるだろうね。ぼくたちも研究を重ねて貢献こうけんできればと考えているよ。
  • 一瞬いっしゅんのかがやきのためにそんなにも時間と手間が……。これから花火大会を見るときは、そのつもりで見るよ!

一度は見てみたい日本の有名な花火大会

花火大会の好みは人それぞれ。「大きな花火を見たい!」「音楽と花火の競演きょうえんを楽しみたい!」など、自分の好みに合った花火大会を見つけられるといいね。ここでは、日本の有名な花火大会をいくつか紹介しょうかいするよ。

くわしい開催概要かいさいがいようについては公式サイトなどをご確認かくにんください。

  • 全国花火競技きょうぎ大会「大曲おおまがりの花火」(秋田県)

    全国花火競技大会「大曲の花火」(秋田県) 画像提供:秋田県大仙市

    全国花火競技きょうぎ大会「大曲おおまがりの花火」(秋田県)

    夏の全国花火競技きょうぎ大会をじくに、季節でことなるテーマ「四季の花火」を展開てんかい。年間を通じて最高ほうの花火を楽しめる。

    関連サイト:
    全国花火競技大会「大曲の花火」公式サイト
  • 土浦つちうら全国花火競技きょうぎ大会(茨城県)

    土浦全国花火競技大会(茨城県) 画像提供:土浦全国花火競技大会実行委員会事務局

    土浦つちうら全国花火競技きょうぎ大会(茨城県)

    大曲おおまがり長岡ながおかと並んで「日本三大花火大会」の一つに数えられる。全国の優秀ゆうしゅうな花火職人しょくにんによる美しい花火が見もの。

    関連サイト:
    「土浦全国花火競技大会」公式サイト
  • えよ!商工会青年部!! こうのす花火大会(埼玉県)

    燃えよ!商工会青年部!! こうのす花火大会(埼玉県) 画像提供:こうのす花火大会実行委員会

    えよ!商工会青年部!! こうのす花火大会(埼玉県)

    商工会青年部による100%手作りの花火大会は300連発の「鳳凰乱舞ほうおうらんぶ」が圧巻あっかん。世界最大の四しゃく玉はギネス記録に認定にんていされたこともある。

    関連サイト:
    「こうのす花火大会」公式サイト
  • 隅田川すみだがわ花火大会(東京都)

    隅田川花火大会(東京都) 画像提供:隅田川花火大会実行委員会

    隅田川すみだがわ花火大会(東京都)

    江戸えど時代の「両国の川開き」を起源きげんに持つ日本最古といわれる花火大会。2万発もの花火が2つの会場で打ち上がる。

    関連サイト:
    「隅田川花火大会」公式サイト
  • 全国花火名人選抜せんばつ競技きょうぎ大会 ふくろい遠州の花火(静岡県)

    全国花火名人選抜競技大会 ふくろい遠州の花火(静岡県) 画像提供:泉谷玄作・ふくろい遠州の花火実行委員会

    全国花火名人選抜せんばつ競技きょうぎ大会 ふくろい遠州の花火(静岡県)

    花火が持つ迫力はくりょく伝統でんとう芸術性げいじゅつせいと音楽とのコラボが楽しめる。光と音と色と風を五感で感じながら真夏の祭典を楽しもう。

    関連サイト:
    「ふくろい遠州の花火」公式サイト
  • 長岡ながおかまつり大花火大会(新潟県)

    長岡まつり大花火大会(新潟県) 画像提供:長岡花火財団

    長岡ながおかまつり大花火大会(新潟県)

    昭和20年の長岡ながおか空襲くうしゅうへの慰霊いれいの念と復興ふっこうへの思い、平和への願いがこめられ、受けつがれてきた歴史ある花火大会。

    関連サイト:
    「長岡花火」公式サイト
  • 諏訪すわ湖祭湖上花火大会(長野県)

    諏訪湖祭湖上花火大会(長野県) 画像提供:諏訪市

    諏訪すわ湖祭湖上花火大会(長野県)

    湖上に設置せっちされた打ち上げ台から豪快ごうかいに放たれる約4万発の花火は、四方の山に音が反響はんきょうし体のしんまでひびいて迫力はくりょく満点。

    関連サイト:
    信州 諏訪湖の花火
  • なにわ淀川よどがわ花火大会(大阪府)

    なにわ淀川花火大会(大阪府) 画像提供:なにわ淀川花火大会運営事務局

    なにわ淀川よどがわ花火大会(大阪府)

    街の活性化を願い集まった地元ボランティアが、地域ちいき住民と関わり合いながらつくりあげる「なにわの夏の風物詩」。

    関連サイト:
    「なにわ淀川花火大会」公式サイト
  • 筑後川ちくごがわ花火大会(福岡)

    筑後川花火大会(福岡) 画像提供:(公財)久留米観光コンベンション国際交流協会

    筑後川ちくごがわ花火大会(福岡)

    筑後川ちくごがわうつ迫力はくりょくあるナイアガラや起承転結きしょうてんけつのあるスターマインなど、大規模きぼな仕かけ花火が特徴とくちょうで九州最大規模きぼ

    関連サイト:
    「筑後川花火大会」公式Twitter
丁先生からのメッセージ
  • ぼくが花火大会で一番好きなのは、花火が同時にたくさん打ち上がるとき。まばゆい光と大きな音。あの迫力はくりょくはその場にいないと感じられない。ふだんは花火の科学について研究しているけれど、花火大会を見るときは、ただその美しさを楽しんでいるよ。みんなも思い思いに花火を楽しんでね。
まとめ
  • どこから見ても丸い美しい打ち上げ花火は日本の花火の特徴とくちょう。花火玉の丸い形には、より安全にれ、より大きく作れるという機能きのう的なメリットもある。
  • 花火の色は金属きんぞく炎色反応えんしょくはんのうが起こるときに出る色。赤・黄・緑・青の4色が基本きほん
  • 現代げんだいの花火さんはプログラミング技術ぎじゅつ駆使くししている。

Profile

丁 大玉

丁 大玉てい たいぎょく

足利大学教授 工学博士

1991年南京理工大学博士課程修了、工学博士。同大学講師を経て、1995年法政大学外国人客員研究員。1997年日本工機株式会社に入社。2005年足利大学(旧・足利工業大学)大学院 情報・生産工学専攻 煙火学専修 助教授。2011年より現職。著書に『花火の科学と技術』(プレアデス出版)、『花火学入門』(プレアデス出版)がある。
丁研究室(花火大学院)のページ
http://www2.ashitech.ac.jp/mech/tei/