Buskruit: de geschiedenis, de techniek en andere geheimen (dl 1)
(Klik door naar dl 2)
Buskruitmakers in de lage landen, van verleden tot heden
Er zijn honderden boeken en geschriften verschenen over vuurwerk, over buskruit en de technische methoden en toepassingen van de pyrotechniek, zowel door en voor professionals als amateurs. De Chinese zijn het oudst uit 1044 (klik hier), maar eerder moet de kennis al aanwezig geweest zijn.
Het is moeilijk vast te stellen hoe de Chinese kennis Europa bereikte, door Marco Polo de ontdekkingsreiziger of was dat via de gebruikelijke handelsbetrekkingen of door de Mongoolse oorlog. Weer anderen beweren dat in Europa het buskruit is herontdekt, of dat gebruik werd gemaakt van buitenlandse kennis en geschriften. De Engelse geleerde Roger Bacon wordt geacht de eerste Europeaan te zijn die gedetailleerd de fabricage van zwart buskruit beschreef (1242), daarna volgt volgens de legende een eeuw later de Duitse monnik Berthold Schwarz die de ontwikkeling van buskruit vuurwapens bevorderde. Hoe toevallig waren beide heren toegetreden tot de religieuze orde van de franciscanen. De geschriften in het Italiaans en Frans verschenen rondom 1540.
Waren het eerst militairen die zich ook met feestvuurwerk bezig hielden (vuurwerk mortierbommen werden gelanceerd uit opgestelde legerkanonnen (zie rode pijlen op gravure hieronder rechts), de latere mortierbuizen), met name de kunst in de pyrotechniek werd in Italië vervolmaakt door de gebroeders Ruggieri. Deze familie uit Bologna verhuisde in 1743 naar Frankrijk om aangesteld te worden in Parijs als 'Artificiers du Roi Louis XV' (klik hier). Kunstvuurwerk was toen vooral voor de welgestelden (de armelui moesten het met brandende, stinkende pektonnen doen op feestdagen en een enkele vuurpijl, zie tekening rechts) en omgerekend naar de huidige standaard, moeten die koninklijke kunstvuurwerken van Ruggieri miljoenen hebben gekost want het waren complete pyrotechnisch allegorische toneelvoorstellingen in vele bedrijven (klik hier).
Het gekleurde vuur was toen niet echt pyrotechnisch, de kleuren werden opgewekt met o.a. chloriden van natrium, barium, strontium en koper gecombineerd met in alcohol gedoopt katoen. De emissiespectra worden veroorzaakt door aangeslagen toestanden van eenwaardige chloride-moleculen, maar bij natrium zijn het atoomspectra.
Het zou echter nog tot 1788 duren voordat Claude Louis Berthollet (klik hier) kaliumchloraat ontdekte en waarmee echte heldere pyrotechnische vlamkleuren konden worden geproduceerd.
Berthollet was eigenlijk arts maar hield zich vooral met de scheikunde bezig en waarmee hij internationale erkenning kreeg. Van hem komt ook de ontdekking en het gebruik van chloorbleek, een van de ion-chlooroxides (klik hier).
Door kaliumchloraat werd het vuurwerk echter gevaarlijker, voor wrijving en schok, hetgeen snel werd gevolgd door een reeks van ongelukken. Het werd ook in bliksemlichtpoeder gebruikt bij de eerste fotografie. Later in de veiligheidslucifer is het chloraat in de luciferkop gescheiden van het rode fosfor in het strijkvlak, een Zweedse uitvinding (klik hier en een tweede keer op het pijltje van de video).
Een van de vermakelijkste oude boeken in Europa betreft Pyrotechnia van John Babington uit 1635, die zijn passie graag wilde delen met het grote publiek (klik hier). Een Nederlandse vertaling uit het Engels verscheen van Daniel Manlyn in 1672 en 1678 ter lering en vermaak van de Hollandse liefhebbers (klik hier) (klik hier). In het voorwoord is te lezen dat de schrijver vindt dat er iets magisch van vuurwerk uitgaat: men mengt een aantal 'dode stoffen' en opeens komt het bij de ontbranding 'tot leven'. De moderne kennis en logica van de natuurwetenschappen vergeten we dan maar even en wanen ons in de nadagen van de magische alchemie.
Die magie beleefde schrijver Eduard Douwes Dekker van het boek Max Havelaar ook nog 200 jaar later in 1878, met een ware lofzang op de traditionele kleine voetzoeker van destijds (klik hier). Hij beschreef de voetzoeker prachtig poëtisch 'als een levende miraculeuze vuurspuwende draak of slang met een eigen wil en die arabesken braakte, maar altijd de drager ook van 'n herhaalde opwekking tot gillend plezier.’ Geen enkele Chinees die hem dat nadoet.
Het wispelturige karakter van de voetzoeler of serpent (zwermer) wordt op twee manieren bereikt: de ene methode is door dezelfde sas afwisselend steviger en minder stevig aan te drukken of te persen, de andere methode wordt vaak in Spanje veel toegepast en bestaat uit afwisselende soorten sas te gebruiken, een snelle en een langzamer brandende sas. De snelle is geperst buskruit, de langzame is buskruit met 10 % extra houtskool van dennenhout. De hoeveelheid afwisselingen kunnen verschillen.
Meestal vult men de hulzen met een zogenaamde 'funnel and wire', dat is een trechter en een metalen draadvormige lange stamper, meestal van messing.
Eduard Douwes Dekker was ook een fervent voorvechter van het zelf afsteken van vuurwerk, wat veel leuker is dan alleen maar passief naar vuurwerk te mogen kijken. Niet kijken maar zelf doen! Was de schrijver een romanticus in zijn poëzie, hij was een pragmaticus en realist in zijn denken over de koloniale wereld waarin hij toen leefde.
De gemeente Rotterdam gaat het nieuwjaarsvuurwerk na '24 stoppen vanwege geldgebrek (klik hier). Prima, dan gaat iedereen weer zelf leuk vuurwerk afsteken! Het begeleiden van vuurwerkevenementen met die vaak vreselijke rotmuziek is een onding en een pyrotechnische wanprestatie, de zogenaamde 'pyromusical' is een wanstaltige vertoning en een aanfluiting, mensonterend! Je hoort vaak niet eens het vuurwerk zelf doordat het door ontoepasselijke 'muzak' wordt overstemd! Weg ermee want we worden ziek van dat soort mu-ziek!
Het zal geen verrassing zijn dat een eeuw later in het kleinburgerlijke aangeharkte gereformeerde Nederland de voetzoeker hoe klein ook - en waarvan de inhoud in de beginne gewoon uit buskruit bestond, in de 2e helft van de 20e eeuw bij de wet werd verboden vanwege zijn onvoorspelbare karakter. Het grillige onberekenbare pad over de grond van de voetzoeker maakte hem juist zo leuk en hilarisch! De voetzoeker joeg het vrouwelijke deel van de bevolking om een of andere duistere reden de hysterische stuipen op het lijf - bang voor elke spin of muis, en het matriarchaat overwon en hoefde niet naar de psychiater!
In China was in het jaar 1264 in geschriften sprake van een zogenaamde 'grond-rat', een stukje vuurwerk dat aangedreven werd door buskruit en een grote gelijkenis had met de latere voetzoeker of serpent. Een slingerende sissende voetzoeker die schrik aanjaagde bij de keizerin-weduwe Gung Sheng en ter ere wier zoon een feest had gehouden, keizer Lizong (1224-1264).
In de vuurwerkbijbel van Weingart werd de voetzoeker nog 'nigger chaser' genoemd op pagina 112, dat kon toen nog in de 1947, net als de moorkop en zwarte piet, en dat je elke Duitser een rotmof noemde. Hoe zit dat anno 2024 met de jodenkoeken, nu Israel genocide pleegt op de Palestijnen en Libanezen? Gaan de jodenkoeken weer gillend terug de oven in?
Weer wat later in 2020 kwam er een verbod op een groot aantal vuurwerkartikelen waaronder de rotjes en vuurpijlen (klik hier) en verwerd de Nederlandse man tot een grote slappe lul die zich de wet laat voorschrijven door de achterlijke veldwachter en een stel viswijven. Nog even en er komt een fascistisch totaalverbod, de uiteindelijke castratie!
Op lagere scholen wordt er geklaagd dat er geen stoere manlijke leraren meer zijn en de leerlingen verworden tot toekomstige watjes die niet meer fatsoenlijk kunnen rekenen en schrijven en de jongens geen boomhutten kunnen of mogen bouwen! Laat staan dat ze de gelegenheid eens krijgen hun handen vies te maken of vingers te branden aan een pakje lucifers. Nog even en de Nederlandse man raakt voor eeuwig onvruchtbaar. Hulde aan de kenau, de schijtlijsters en het links feministisch serpent voor het bange verwijfde klootjesland met zijn zaadbanken en me-too beweging. Fluiten naar een vrouw als gebaar van bewondering is hier strafbaar, dus laat staan de voetzoeker! Maar de buitenlandse vrouwen mogen wel met hoofdbedekking (door het kalifaat voorplicht) door de Nederlandse straat en op de pasfoto! Wie is er nou gestoord?! En dan hebben we het niet eens over de overgewaaide preutsheid, want in 1980 gingen vrouwen, lelijk of niet, topless naar het strand en nu zie je niemand meer topless.
In Spanje heerst gelukkig nog het door echte vrouwen gewaardeerde masculine karakter, inclusief het temperamentvolle vuurwerk en de voetzoeker of carretillas (CON O SIN TRUENO AL FINAL, met of zonder knal aan het eind) (klik hier). Helaas pindakaas, boven de 8 tot 11 mm doorsnede en 12 cm lengte werkt de voetzoeker niet meer zoals het behoort. In het Engels werden ze ook wel flying squibs of serpents genoemd. De Spaanse carretillas zijn meer grote zilverfonteinen zonder noemenswaardige vliegeigenschappen. En je bent toch wel een eigenwijze domme onbenul wanneer je denkt dat een echte ouderwetse voetzoeker een vuurpijl is zonder stok, dus ga eens een goed boek lezen - wanneer je tenminste kunt lezen en wilt leren van echte deskundigen.
Vuurwerk zal in het algemeen tot op de dag van vandaag toch heel veel mensen nog steeds bekoren en tot de verbeelding spreken. Waarom houden soms mensen zich niet aan de wet? Dit heeft vaak te maken met de onredelijkheid en onzinnigheid van de afgedwongen regels zoals een totaalverbod op vuurwerk. Een nieuwe vorm van fascisme in Nederland! In heel Europa kun je consumentenvuurwerk kopen, en in Duitsland ligt het uitstekende en goedkope consumentenvuurwerk bij de LIDL en de ALDI tussen de spruitjes en de sperziebonen! De Nederlandse overheid schijt nog steeds in de broek sinds de Enschede vuurwerkramp in mei 2000, maar die ramp had NIETS met consumentenvuurwerk 1.4G te maken (klik hier)!
We wonen in het vrije Europa als EU burgers, de handel, het wonen, werken en reizen is vrij! Er zijn geen fysieke grenzen meer, behalve de buitengrenzen van de EU.
Vroeger mocht je in het achterlijk Amsterdamse Vondelpark niet buiten het pad begeven (dat was dus gras!) of je kreeg een bekeuring. Op het gras spelen door kleine kinderen was verboden! Een paar jaar later in begin jaren '60 zaten er opeens duizenden hippies op het gras marihuana te roken en in de bosjes te schijten. En nog wat later waren er 'legale' afwerkplekken voor homo's in het Amsterdamse bos. Er was geen smeris meer te bekennen in het Sodom en Gomorrah.
Terwijl menig land en staat softdrugs inmiddels hebben gelegaliseerd, en de smeerlapperij hebben ingeperkt, wordt het bij ons nog steeds schijnheilig 'gedoogd'. Waar een klein land nog kleiner in kan zijn.
Bekende pyrotechnische boeken uit de 20e eeuw zijn die van de Japanse Dr. Takeo Shimizu, Fireworks The Art Science and Technique (klik hier) en van de Eerwaarde Ronald Lancaster Fireworks Principles and Practice (klik hier) - al is de bijdrage van Shimizu veel interessanter want Lancaster vertelt niet veel geheimen. Eerder verscheen in 1947 'de bijbel' van het amateur vuurwerk, Pyrotechnics van George Weingart (klik hier), vlak na de Tweede W.O. in een gouden tijd dat alles nog mocht en kon en de grondstoffen spotgoedkoop waren. De meeste ongelukken gebeurden toen trouwens met oude munitie en blindgangers uit de oorlog die door kinderen werden gevonden! Wat dat betreft was vuurwerk een veilige hobby.
Dr. Koch vond in zijn onderzoek bij toeval een 'crackling effect' bij een mengsel van magnesium, PTFE (teflon) en perchloraat (klik hier). Dat is opmerkelijk omdat het 'crackling effect' juist van het aluminium in magnalium zou moeten komen volgens Shimizu. Is daarmee bewezen dat Shimizu ongelijk had met zijn theorie?
De Duitse justitie classificeert Mg/PTFE sowieso onder 1.1 massa-explosief (klik hier), dus de grote hoeveelheid koolstof die bij deze reactie vrijkomt kan mooi worden geoxideerd door perchloraat (zal Koch hebben gedacht?) Toevalligheden komen in de pyrotechniek nogal eens voor omdat het nog volkomen onontgonnen terrein is. Je zoekt het ene en vindt iets anders, serendipiteit is zoeken naar een speld in een hooiberg en daar in het hooi wel een leuke boerendochter vinden. Zo werkte ook het zoeken naar de Steen der Wijzen in de alchemie, je rommelde wat aan met ingedampte urine en ontdekte het nieuwe element witte fosfor (Hennig Brand in 1669). Zo ontwikkelde zich de chemie uit de alchemie (klik hier), door o.a. steeds meer elementen in een periodiek systeem te ontdekken door ontleding van chemische verbindingen, als wel de opbouw van stoffen en de chemische veranderingen te bestuderen.
.jpeg)
Oscillerende pyrotechnische reacties vinden we ook in de fluitsassen. Maxwell was een van de eerste die er een wetenschappelijke studie aan wijdde (klik hier).
Fluitsassen hebben een geheel andere samenstelling, met een ander nog onbekend vibrerend reactiemechanisme waarbij (zouten van) aromatische benzeenderivaten (zoals kaliumbenzoaat, natriumsalicylaat, galluszuur, kaliumpicraat, kaliumdinitrofenolaat, kaliumwaterstofftalaat en kaliumwaterstoftereftalaat) gepulseerd met een specifieke frequentie van 2000 tot 6000 Hz 'akoestisch' worden geoxideerd (klik hier).
Uit onderzoek is gebleken dat gedurende de oscillerende verbranding eerst een ontleding tot kleinere organische moleculen plaatsvindt zoals brandbare stoffen als methaan, ethaan, etheen, propaan, butaan, benzeen en koolmonoxide (klik hier). Lancaster komt op pagina 153 met een theorie dat de fluittoon ontstaat door afwisselende kleine explosies, hetgeen overeenkomt met het onderzoek. Maar zijn niet juist de perioden tussen de explosies de momenten dat er fluittonen worden geproduceerd door de instroom van lucht?
Lancaster gaat wel erg ver door rode fosfor te gebruiken, een voorbeeld die weinigen zullen volgen in een studie vanwege het gevaar.
Een uitstekende studie is gemaakt met natriumbenzoaat (wat veel goedkoper is en nauwelijks hygroscopisch) en kaliumperchloraat (klik hier). Let op. Er wordt gesteld dat de sas redelijk ongevoelig is voor wrijving, maar dat geldt alléén voor de samenstellingen met vaseline of een olie toevoeging. De pyrotechnische sas bevat dan 66,3 gram kaliumperchloraat, 28,4 g natriumbenzoaat, 3,8 g vloeibare paraffine en 1,5 g ijzer(III)oxide. De vaste stoffen worden eerst apart gezeefd met een kwast op een 80 micron zeef. Het ijzer(III)oxide wordt goed gemengd met perchloraat. De 3,8 gram olie wordt in 28 gram (= 39 mL) wasbenzine opgelost, gemengd met benzoaat in een plastic zak met sluiting en daarna met perchloraat beetje bij beetje gekneed tot een egale rode massa is verkregen. Vervolgens wordt de massa gekorreld via een grove zeef van 1 mm maaswijdte door de zak binnenstebuiten te keren en de massa met de vingers (in een lederen handschoen) door de zeef te drukken. Daarna worden de korrels gedroogd in de buitenlucht of goed geventileerde ruimte.
Ondergetekende heeft eens een goed functionerende commerciële 1.4G fluiter opengemaakt, en wat bleek? De pyrotechnische samenstelling was slecht gemengd en nauwelijks geperst, rara hoe kan dat? Dat moet een Chinees geweest zijn die er achter kwam dat je ook zonder veel geld of moeite fluiters kunt maken, en hij zal zijn bevindingen echt niet publiceren. De minimale dichtheid voor een werkende fluitsas is 1,2 g/cm3 en hetgeen gauw is bereikt door slechts licht met de hand aan te drukken. De oxidator mag ook grover zijn dan de benzoaat in korrelgrootte.
Wat een verschil met de constante hoge kwaliteit van de Duitse 15 mm Zink 'Knatter' patronen. Bij deze patronen wordt een weinig buskruit aan het oppervlak hydraulisch geperst in een goed passende mal - men ziet dat het karton ter plaatse is opgebold door de druk, omdat het gladde oppervlak soms geen vlam wil vatten. Bij een hoge dichtheid van 2,2 g/cm3 en hoger wordt de lading 'dood geperst', een verschijnsel van druk-desensibilisatie, en de sas (of het explosief) vat geen vlam meer. Dit verschijnsel is nauwelijks onderzocht in de pyrotechniek, doch wel in de explosievenindustrie (klik hier).
Heel bijzonder was de bijdrage van de Turkse apotheker Dr. Selcuk Öztap in 'Pyrotechnic whistles and applications' (Pyrotechnica XI 1987 and XIII 1990) waarin hij een nieuwe kijk gaf op fluitend vuurwerk ontwerpen (klik hier). Overigens dateren veel van zijn gegevens uit de jaren '60 en '70, dus was hij ons ver vooruit en Lancaster en Shimizu te slim af. Öztap wist het gevaar van de sassen enigszins te beteugelen door vaseline, paraffineolie of wonderolie en een katalysator toe te voegen.
Hetgeen doet denken aan hoe de Chinezen Armstrong's mixture (klik hier) wisten te temmen in plastic speelgoed slaghoedjes. Dat deden ze gewoon met een rubber emulsie zoals latex. Het mengsel kan alleen veilig in de 'natte methode' worden verwerkt, dus met water of een andere vloeistof. In een 'latex jasje' is het mengsel opgedroogd ongevoelig voor wrijving, maar explodeert pas met een flinke slag van een (pistool)hamer.
Maar eerlijk gezegd doen de fluitsassen het beter in geluidskwaliteit zonder al deze onnodige toevoegingen van olie of vaseline. Op een of andere manier verstoren ze het gewenste effect van de schelle fluittonen en het reactiemechanisme, en een toevoeging zou werkelijk absoluut minimaal moeten zijn omdat ze aan het effect maar dan ook niets bijdragen, integendeel. In sommige sassen zit zoveel vaseline, dat je bijna zou gaan denken dat men een vaseline-fluiter heeft ontdekt. Onzin natuurlijk.
Het is belangrijker dat benzoaat qua korrelgrootte fijner is dan die van de oxidator.
Zo werd met succes in een stevige kartonnen huls met een binnendiameter van 25 mm, buitendiameter 35 mm en een lengte van 75 mm, een mengsel van perchloraat en natriumbenzoaat in 70:30 gewichtsverhouding geperst tot een dichtheid van 2,0 g/cm3 met een ouderwetse slingerpers van 5 ton. (Doe dit achter een stevige plaat polycarbonaat zolang er wordt geperst.) Het totaalgewicht aan sas was 30 gram en de hoogte van de kolom sas in de huls werd iets meer dan 30 mm.
Deze gewichtsverhouding is zeer brandstofrijk, daar de stoichiometrische verhouding eerder 80:20 zou moeten zijn (zie tabel 'oxygen balance'). Maar deze brengt veel minder geluid op (zie de tabel) en twee keer minder volume aan gasvorming!
Hoewel deze grote maat 'gillende keukenmeid' op een houten voetstuk was vastgelijmd met de uitlaat recht omhoog, koos de keukenmeid met een schrikbarend hard schreeuwend geluid van meer dan 125 dB(A) op 2 meter afstand in een onregelmatige baan het luchtruim en de hele straat werd oranje verlicht door de Na-atomen.
Het oppervlak van de geperste massa was niet vlak maar concaaf met een kleine centrale conische holte van 10 mm diep (zie tekening), zodat niet alleen het geluid van karakter veranderde in een schrille felle fluittoon, maar onbedoeld ook de voortstuwingkracht aanmerkelijk werd vergroot.
Natuurlijk is het mogelijk van dit type luchthuilers een vuurpijl of raketmotor te maken, en ze zijn dan heel wat krachtiger (en helaas onberekenbaarder) dan die met buskruit, maar jammer is dat deze vuurpijl snel geluidsvolume verliest vanwege de toenemende hoogte, hetgeen minder spectaculair is en eigenlijk zonde van al het werk.
In een stuk draaiend of statisch vuurwerk zou het geluidseffect wel goed van pas komen, maar pas op dat het vonkeffect niet gemengd wordt met de fluitsas. Zelfs in gewoon buskruit is titaan spons of metaalvijlsel brandgevaarlijk door wrijving van de metaaldeeltjes!
Een variatie op deze pijl is de combinatie van een fluitsas met een pyrotechnisch strobe effect in de verbrandingskamer, de zogenaamde 'strobe rocket' (zie de tekening hieronder). De vuurpijl maakt een bijzonder geluid, een hard klapperend pulserende straalmotor lawaai als dat van een V1 motor uit de 2e W.O. Het groen Visco lont is dwars aangebracht door een gaatje in de wand en niet in de lengte geplaatst in 'de ziel' omdat dit vaak leidt tot een explosie. Dit is echter niet een project voor beginners.
Er zijn tal van websites voor de pyrotechniek (klik hier) (klik hier), maar niet alle zijn even deskundig. Er wordt helaas een hoop onzin geschreven, een groot negatief effect van het internet, want elke boerenlul kan zijn drek spuien en elke drol kan zich deskundig wanen en zijn leugens verspreiden met nepnieuws of gelul via de sociale media of een discussiegroep. De meeste informatie via de Nederlandstalige Wikipedia is ronduit slecht - dus ook voor het gebruik op school, beter is de Engelstalige versie vanwege het veel grotere taalgebied aan deskundigheid in de wereld. Tegenwoordig is het mode om een vraag te stellen via AI oftewel Artificial Intelligence, of zelfs werkstukken te laten maken of teksten te schrijven, maar weet wel dat de meest geavanceerde AI systemen de meest domme fouten maken met simpele middelbare school opdrachten in de natuurwetenschappen. Dus wanneer je tegenover je leraar of een collega niet voor lul wilt staan of als bedrieger bekend wilt worden, gebruik deze systemen niet want ze maken vooral gebruik van Wikipedia waar heel veel fouten in staan.
De vrije democratische wereld is veranderd in de 21e eeuw na de terroristische aanslagen in New York op 11 september 2001 en de handel in chemische stoffen werd aan banden gelegd - ook door de synthetische drugsproblematiek. Pech voor alle serieuze hobbyisten, die worden nu geheel ten onrechte voor potentiële terroristen of 'runners' van een drugslab aangezien. Hoe belangrijk echter thuis experimenteren is voor kinderen bewees o.a. de Nobelprijs natuurkundelaureaat Douglas Osheroff. Thuis voerde hij experimenten uit die vaak eindigden in zowel vuur als explosies (klik hier). Toen hij aan de Cornell University studeerde, ging hij zich verdiepen in de lagetemperatuurfysica. Osheroff ontving in 1996 de Nobelprijs voor natuurkunde voor de ontdekking van superfluïditeit in helium-3. Intellectuele kinderen hebben alle ruimte nodig om zich te ontwikkelen, ook wanneer ze hun vingers kunnen branden.
Buskruit – een ruim duizend jaar oude Chinese toevallige vinding, werd sinds de late middeleeuwen ook in Europa vervaardigd. Voornamelijk was dat kruit voor oorlogvoering bedoeld en een zeer klein deel was bestemd voor feestvuurwerk. Alleen al in en rondom Amsterdam waren zeker 13 buskruitmolens, aangedreven door paardenkracht (rosmolens) met een gezamenlijke wekelijke opbrengst van 48.000 kg! Er werd goed geld verdiend met buskruit tijdens oorlogen, ook voor de export, maar in tijden van vrede moesten er buskruitmolens (destijds ook wel 'poeiermolens' genoemd) worden gesloten.
In het buitenland werd wegens de vaak aanwezige hoogteverschillen, van waterkracht gebruik gemaakt (in De Republiek der Zeven Verenigde Nederlanden ook in Valkenburg). Dat was goedkoper en veiliger voor mens en dier.
Het gebruik van windmolens is erg ongemakkelijk doordat er altijd veel wind moet zijn voor het opwekken van voldoende energie en daar kan een oorlog niet op zitten wachten.
Daarnaast is het zo dat houtskool geen 100 % koolstof is maar geschreven kan worden als C7H4O en dan dus maar 81 % koolstof bevat. De 15 % houtskool in buskruit zou dan in werkelijkheid ongeveer 12 % koolstof zijn. Goede kwaliteit houtskool heeft een zeer poreus houtskelet van verkoolde lignine en cellulose netwerk (zie foto) waardoor het zeer brandbaar is, in tegenstelling tot zuiver koolstof dat niet goed werkt in buskruit omdat het organisch verkoolde materiaal – een van oorsprong natuurlijk composiet van cellulosevezels ingebed in een matrix van lignine, geheel ontbreekt als poreus materiaal.
Zuiver koolstof heeft een aaneengesloten gelaagde structuur van bijvoorbeeld grafiet.
In andere gevallen kan een overmaat aan brandstof effectief reageren met de zuurstof uit de lucht, indien dat een gunstig resultaat geeft. Houtskool kan zeer effectief nagloeien in de lucht in de pyrotechnische kunst. Zoals magnesium en aluminium in militaire toepassingen kunnen nabranden in lucht en aldus het effect vergroten. Magnesium kan op die manier ook met stikstof uit de lucht reageren.
Wel wordt duidelijk dat zwavel geen grote rol van betekenis speelt, het verlaagt slechts alleen de activeringsenergie en verhoogt niet de snelheid van de reactie.
Op blz. 66 van het boek van Shimizu verklaart hij dat zwavel als (poly)sulfide wel een passieve rol vervult in de zogenaamde 'firedust', senko hanabi en het glitter effect wanneer hij schrijft: 'charcoal is the active material along with the burning product K2Sx , K2SO4, K2CO3 etc. in the inactive part'. In ieder geval wordt geen noemenswaardig SO2 gas gevormd, hetgeen door extreem-linkse sociaal-fascistische milieu-anarchisten valselijk wordt beweerd om de publieke opinie te beïnvloeden tegen vuurwerk gebruik. Klimaatfascisten van Extinction Rebellion zijn zo'n voorbeeld van terreur-communisten die de maatschappij willen ontwrichten om op ondemocratisch wijze hun zin door te drijven. Het zou een hoop CO2 uitstoot schelen wanneer ze zouden ophouden met ademhalen.
Door kaliumchloraat werd het vuurwerk echter gevaarlijker, voor wrijving en schok, hetgeen snel werd gevolgd door een reeks van ongelukken. Het werd ook in bliksemlichtpoeder gebruikt bij de eerste fotografie. Later in de veiligheidslucifer is het chloraat in de luciferkop gescheiden van het rode fosfor in het strijkvlak, een Zweedse uitvinding (klik hier en een tweede keer op het pijltje van de video).
Buskruit maakt deze eeuw in de laatste decennia een ware heropleving mee als 'groene' vervanger van giftig kaliumperchloraat (klik hier) in (foto)flash ladingen, zoals in oefenmunitie. Perchloraat blijkt giftig voor de schildklier - het blokkeert de jodiumopname, maar het is al meer dan honderd jaar bekend als plantengif.
Ook in militaire gekleurde licht- en seinfakkels wil men deze milieuvervuilende oxidator vervangen (klik hier). Verder wil men lood- als wel barium- en antimoon-houdende verbindingen uitsluiten om dezelfde redenen (klik hier).
Het blijft echter hypocriet dat men zich wel zorgen maakt over deze zogenaamde 'giftige stoffen' in het milieu wanneer moderne bewapeningssystemen alleen maar steeds efficiënter en dus lethaler worden. Een eigenaardige menselijke eigenschap: een contradictio in terminis, net als koud vuur dat in de pyrotechniek niet bestaat, bestaat een gezonder milieu (klik hier) niet in een steeds gevaarlijker wordende wereld (klik hier). De oorlog in Oekraïne heeft de defensie-uitgaven doen stijgen in de wereld en heeft de globale wapenindustrie de Hosanna doen uitroepen: gezegend hij die komt in de naam van de Heer, hier heeft u ons splinternieuwe machinegeweer!
Die magie beleefde schrijver Eduard Douwes Dekker van het boek Max Havelaar ook nog 200 jaar later in 1878, met een ware lofzang op de traditionele kleine voetzoeker van destijds (klik hier). Hij beschreef de voetzoeker prachtig poëtisch 'als een levende miraculeuze vuurspuwende draak of slang met een eigen wil en die arabesken braakte, maar altijd de drager ook van 'n herhaalde opwekking tot gillend plezier.’ Geen enkele Chinees die hem dat nadoet.
Het wispelturige karakter van de voetzoeler of serpent (zwermer) wordt op twee manieren bereikt: de ene methode is door dezelfde sas afwisselend steviger en minder stevig aan te drukken of te persen, de andere methode wordt vaak in Spanje veel toegepast en bestaat uit afwisselende soorten sas te gebruiken, een snelle en een langzamer brandende sas. De snelle is geperst buskruit, de langzame is buskruit met 10 % extra houtskool van dennenhout. De hoeveelheid afwisselingen kunnen verschillen.
Meestal vult men de hulzen met een zogenaamde 'funnel and wire', dat is een trechter en een metalen draadvormige lange stamper, meestal van messing.
Eduard Douwes Dekker was ook een fervent voorvechter van het zelf afsteken van vuurwerk, wat veel leuker is dan alleen maar passief naar vuurwerk te mogen kijken. Niet kijken maar zelf doen! Was de schrijver een romanticus in zijn poëzie, hij was een pragmaticus en realist in zijn denken over de koloniale wereld waarin hij toen leefde.
Het zal geen verrassing zijn dat een eeuw later in het kleinburgerlijke aangeharkte gereformeerde Nederland de voetzoeker hoe klein ook - en waarvan de inhoud in de beginne gewoon uit buskruit bestond, in de 2e helft van de 20e eeuw bij de wet werd verboden vanwege zijn onvoorspelbare karakter. Het grillige onberekenbare pad over de grond van de voetzoeker maakte hem juist zo leuk en hilarisch! De voetzoeker joeg het vrouwelijke deel van de bevolking om een of andere duistere reden de hysterische stuipen op het lijf - bang voor elke spin of muis, en het matriarchaat overwon en hoefde niet naar de psychiater!
In China was in het jaar 1264 in geschriften sprake van een zogenaamde 'grond-rat', een stukje vuurwerk dat aangedreven werd door buskruit en een grote gelijkenis had met de latere voetzoeker of serpent. Een slingerende sissende voetzoeker die schrik aanjaagde bij de keizerin-weduwe Gung Sheng en ter ere wier zoon een feest had gehouden, keizer Lizong (1224-1264).
In de vuurwerkbijbel van Weingart werd de voetzoeker nog 'nigger chaser' genoemd op pagina 112, dat kon toen nog in de 1947, net als de moorkop en zwarte piet, en dat je elke Duitser een rotmof noemde. Hoe zit dat anno 2024 met de jodenkoeken, nu Israel genocide pleegt op de Palestijnen en Libanezen? Gaan de jodenkoeken weer gillend terug de oven in?
Op lagere scholen wordt er geklaagd dat er geen stoere manlijke leraren meer zijn en de leerlingen verworden tot toekomstige watjes die niet meer fatsoenlijk kunnen rekenen en schrijven en de jongens geen boomhutten kunnen of mogen bouwen! Laat staan dat ze de gelegenheid eens krijgen hun handen vies te maken of vingers te branden aan een pakje lucifers. Nog even en de Nederlandse man raakt voor eeuwig onvruchtbaar. Hulde aan de kenau, de schijtlijsters en het links feministisch serpent voor het bange verwijfde klootjesland met zijn zaadbanken en me-too beweging. Fluiten naar een vrouw als gebaar van bewondering is hier strafbaar, dus laat staan de voetzoeker! Maar de buitenlandse vrouwen mogen wel met hoofdbedekking (door het kalifaat voorplicht) door de Nederlandse straat en op de pasfoto! Wie is er nou gestoord?! En dan hebben we het niet eens over de overgewaaide preutsheid, want in 1980 gingen vrouwen, lelijk of niet, topless naar het strand en nu zie je niemand meer topless.
In Spanje heerst gelukkig nog het door echte vrouwen gewaardeerde masculine karakter, inclusief het temperamentvolle vuurwerk en de voetzoeker of carretillas (CON O SIN TRUENO AL FINAL, met of zonder knal aan het eind) (klik hier). Helaas pindakaas, boven de 8 tot 11 mm doorsnede en 12 cm lengte werkt de voetzoeker niet meer zoals het behoort. In het Engels werden ze ook wel flying squibs of serpents genoemd. De Spaanse carretillas zijn meer grote zilverfonteinen zonder noemenswaardige vliegeigenschappen. En je bent toch wel een eigenwijze domme onbenul wanneer je denkt dat een echte ouderwetse voetzoeker een vuurpijl is zonder stok, dus ga eens een goed boek lezen - wanneer je tenminste kunt lezen en wilt leren van echte deskundigen.
We wonen in het vrije Europa als EU burgers, de handel, het wonen, werken en reizen is vrij! Er zijn geen fysieke grenzen meer, behalve de buitengrenzen van de EU.
Vroeger mocht je in het achterlijk Amsterdamse Vondelpark niet buiten het pad begeven (dat was dus gras!) of je kreeg een bekeuring. Op het gras spelen door kleine kinderen was verboden! Een paar jaar later in begin jaren '60 zaten er opeens duizenden hippies op het gras marihuana te roken en in de bosjes te schijten. En nog wat later waren er 'legale' afwerkplekken voor homo's in het Amsterdamse bos. Er was geen smeris meer te bekennen in het Sodom en Gomorrah.
Terwijl menig land en staat softdrugs inmiddels hebben gelegaliseerd, en de smeerlapperij hebben ingeperkt, wordt het bij ons nog steeds schijnheilig 'gedoogd'. Waar een klein land nog kleiner in kan zijn.
Met alle respect voor wijlen Dr. Takeo Shimizu, maar in zijn inleiding (van de heren Y. Sakenobe and Dr. H. Nambo) vermeldt hij dat de Japanners door de Engelsen werden bekend gemaakt met vuurwerk in 1613. Maar daar geloven we helemaal niets van! De Nederlanders hadden reeds handelsbetrekkingen met de Japanners sinds 1609 (klik hier) en hadden die ook met de Chinezen (vooral Chinees porselein ruilhandel). Het ligt erg voor de hand dat de Hollanders Chinees vuurwerk meenamen naar Japan om hen daarmee kennis te laten maken, want de Japanners waren gebrand op elke kennis uit het buitenland en de Nederlanders hadden bij hen een voorkeur. De Hollanders zullen de Japanners heus niet hebben laten kennismaken met hun buskruitkanonnen. De VOC bestond vanaf 1602 (klik hier). In de lage landen was sinds 1431 (klik hier) al groot buskruit geschut bekend (klik hier), waarvan scheepsgeschut werd afgeleid waarmee de VOC schepen en die van de admiraliteit werden uitgerust. Het geschut kreeg de naam van het kaliber kogel, hetgeen pas 100 jaar later gangbaar werd in Engeland.
Shimizu legt ook duidelijk in zijn boek uit wat het verschil is tussen explosieve verbranding en een echte detonatie, maar vervolgens gebruikt hij de term detonatie foutief voor de explosieve verbranding. Lancaster doet dat werkelijk voortdurend in zijn boek, erg irritant want er is een groot verschil tussen een echte detonatie en de explosieve verbranding bij vuurwerk. Het klinkt in ieder geval niet erg deskundig.
Shimizu legt ook duidelijk in zijn boek uit wat het verschil is tussen explosieve verbranding en een echte detonatie, maar vervolgens gebruikt hij de term detonatie foutief voor de explosieve verbranding. Lancaster doet dat werkelijk voortdurend in zijn boek, erg irritant want er is een groot verschil tussen een echte detonatie en de explosieve verbranding bij vuurwerk. Het klinkt in ieder geval niet erg deskundig.
Overigens wordt in heleboel literatuur verwezen naar de Chinezen die de zogenaamde 'crackling stars' ontwikkelden, maar dat is niet juist, dat was een ontdekking van wijlen Dr. F.W. Wasmann van het Institut für Chemie der Treib- und Explosivstoffe (Fraunhofer Gesellschaft, Karlsruhe). Die demonstreerde destijds deze 'spielerei' tijdens een internationale bijeenkomst en de Chinese delegatie dook letterlijk op de grond om de resten op te rapen om ze later te analyseren. De ontdekking bleef bij Wasmann in de lade liggen - zoals dat vaker gaat, terwijl de Chinezen wel een commerciële toepassing vonden in de 'crackling star' of 'dragon eggs' zoals ze werden genoemd.
Dr. Wasmann en Dr. Uwe Krone waren al langere tijd bezig met magnalium en oscillerende pyrotechnische reacties (blz, 223/224 twinklers van Shimizu's boek) en de strobes, toen met magnalium en lood(II,IV)oxide het zogenaamde repeterende explosieve 'crackling effect' werd ontdekt. Met verandering van samenstelling kunnen één of meerdere explosies worden gecreëerd in één en dezelfde 'microster' met enige vertraging (klik hier Harrison 2014, zie tabel). N.B. Deze mengsels zijn zeer gevoelig voor wrijving, slag, stoot of druk.
De giftige loodverbindingen worden tegenwoordig vervangen door bismut(III)oxide.
De giftige loodverbindingen worden tegenwoordig vervangen door bismut(III)oxide.
Dr. Koch vond in zijn onderzoek bij toeval een 'crackling effect' bij een mengsel van magnesium, PTFE (teflon) en perchloraat (klik hier). Dat is opmerkelijk omdat het 'crackling effect' juist van het aluminium in magnalium zou moeten komen volgens Shimizu. Is daarmee bewezen dat Shimizu ongelijk had met zijn theorie?
De Duitse justitie classificeert Mg/PTFE sowieso onder 1.1 massa-explosief (klik hier), dus de grote hoeveelheid koolstof die bij deze reactie vrijkomt kan mooi worden geoxideerd door perchloraat (zal Koch hebben gedacht?) Toevalligheden komen in de pyrotechniek nogal eens voor omdat het nog volkomen onontgonnen terrein is. Je zoekt het ene en vindt iets anders, serendipiteit is zoeken naar een speld in een hooiberg en daar in het hooi wel een leuke boerendochter vinden. Zo werkte ook het zoeken naar de Steen der Wijzen in de alchemie, je rommelde wat aan met ingedampte urine en ontdekte het nieuwe element witte fosfor (Hennig Brand in 1669). Zo ontwikkelde zich de chemie uit de alchemie (klik hier), door o.a. steeds meer elementen in een periodiek systeem te ontdekken door ontleding van chemische verbindingen, als wel de opbouw van stoffen en de chemische veranderingen te bestuderen.
.jpeg)
Overigens werd het oscillerende 'flashing effect' reeds in 1898 beschreven en ontdekte Shimizu dat het flitseffect wordt veroorzaakt door sulfaat in geoxideerd zwavel, in een donker-licht reactie. Shimizu gebruikte dan ook sulfaat in zijn samenstellingen en geen zwavel.
Daarnaast is er een artikel verschenen waarin Shimizu ongelijk krijgt over zijn theorie met 'strobes' waarbij volgens hem eerst magnesium oxideerde in de donkere reactie en daarna aluminium in het magnalium in een lichtflits reactie, zie pagina 6 'The Shimizu Hypothesis' (klik hier). Helaas is hij niet meer onder de levenden om van repliek te dienen.
Daarnaast is er een artikel verschenen waarin Shimizu ongelijk krijgt over zijn theorie met 'strobes' waarbij volgens hem eerst magnesium oxideerde in de donkere reactie en daarna aluminium in het magnalium in een lichtflits reactie, zie pagina 6 'The Shimizu Hypothesis' (klik hier). Helaas is hij niet meer onder de levenden om van repliek te dienen.
Oscillerende pyrotechnische reacties vinden we ook in de fluitsassen. Maxwell was een van de eerste die er een wetenschappelijke studie aan wijdde (klik hier).
Fluitsassen hebben een geheel andere samenstelling, met een ander nog onbekend vibrerend reactiemechanisme waarbij (zouten van) aromatische benzeenderivaten (zoals kaliumbenzoaat, natriumsalicylaat, galluszuur, kaliumpicraat, kaliumdinitrofenolaat, kaliumwaterstofftalaat en kaliumwaterstoftereftalaat) gepulseerd met een specifieke frequentie van 2000 tot 6000 Hz 'akoestisch' worden geoxideerd (klik hier).
Uit onderzoek is gebleken dat gedurende de oscillerende verbranding eerst een ontleding tot kleinere organische moleculen plaatsvindt zoals brandbare stoffen als methaan, ethaan, etheen, propaan, butaan, benzeen en koolmonoxide (klik hier). Lancaster komt op pagina 153 met een theorie dat de fluittoon ontstaat door afwisselende kleine explosies, hetgeen overeenkomt met het onderzoek. Maar zijn niet juist de perioden tussen de explosies de momenten dat er fluittonen worden geproduceerd door de instroom van lucht?
Lancaster gaat wel erg ver door rode fosfor te gebruiken, een voorbeeld die weinigen zullen volgen in een studie vanwege het gevaar.
Daarmee is het kenmerkende pulserende reactiemechanisme nog niet precies verklaard, maar wel deels de hoge reactiviteit en brandbaarheid / explosiviteit (klik hier). Waardoor de verbranding schoksgewijs gepaard gaat, is het volgende onderzoeksterrein. Volgens een theorie zou de snel afwisselende instroom van extra zuurstof uit de lucht en de uitstroom van ontledings- en verbrandingsgassen in de lege ruimte van de huls of resonantieruimte een rol spelen. Wordt de lege huls langer, dan verlaagt de frequentie omdat het gas een langere weg moet afleggen. Wordt dit proces echter verstoord door een vernauwing of venturi, dan ontstaat een geluid met een zeer lage frequentie die eerder doet denken aan flatulentie.
Een omgekeerde reageerbuis gevuld met waterstofgas en ontstoken met een lucifer, produceert ook een soort fluittoon, waarbij lucht aangezogen wordt voor de verbranding en de vlam zich duidelijk naar de bodem verplaatst. Is dit een aanwijzing dat de fluitende toon alleen geproduceerd wordt op het moment dat er een luchtverplaatsing inwaarts plaatsvindt en deze oscillerende reactie zich zeer snel herhaalt met de frequentie van de fluittoon? Dan nog is de vraag waardoor de reacties tussendoor zeer tijdelijk lijken te stoppen en kennelijk wachten tot een volgende kleine explosie benzoaat (of een ander aromatisch zout) ontleedt tot kleinere brandbare moleculen en op de volgende instroom van lucht om deze gassen onder een fluittoon te laten ontbranden?
Een omgekeerde reageerbuis gevuld met waterstofgas en ontstoken met een lucifer, produceert ook een soort fluittoon, waarbij lucht aangezogen wordt voor de verbranding en de vlam zich duidelijk naar de bodem verplaatst. Is dit een aanwijzing dat de fluitende toon alleen geproduceerd wordt op het moment dat er een luchtverplaatsing inwaarts plaatsvindt en deze oscillerende reactie zich zeer snel herhaalt met de frequentie van de fluittoon? Dan nog is de vraag waardoor de reacties tussendoor zeer tijdelijk lijken te stoppen en kennelijk wachten tot een volgende kleine explosie benzoaat (of een ander aromatisch zout) ontleedt tot kleinere brandbare moleculen en op de volgende instroom van lucht om deze gassen onder een fluittoon te laten ontbranden?
Velen die met fluitsassen praktische ervaring opdeden, weten inmiddels dat deze oscillerende chemische reacties en een grote explosie af en toe gevaarlijk dicht bij elkaar liggen. Een punt om bij stil te staan is dat de meeste samenstellingen ook heel gevoelig zijn voor wrijving, slag en stoot, omdat de mengsels onder druk moeten worden samengeperst willen ze goed werken (achter een dikke polycarbonaat beschermingsplaat). Fluitsassen mogen beslist NIET worden aangestampt. Soms wordt er gezegd dat de chemicaliën zo fijn mogelijk moeten zijn, maar dat is voor de maximale geluidskwaliteit niet juist.
Een uitstekende studie is gemaakt met natriumbenzoaat (wat veel goedkoper is en nauwelijks hygroscopisch) en kaliumperchloraat (klik hier). Let op. Er wordt gesteld dat de sas redelijk ongevoelig is voor wrijving, maar dat geldt alléén voor de samenstellingen met vaseline of een olie toevoeging. De pyrotechnische sas bevat dan 66,3 gram kaliumperchloraat, 28,4 g natriumbenzoaat, 3,8 g vloeibare paraffine en 1,5 g ijzer(III)oxide. De vaste stoffen worden eerst apart gezeefd met een kwast op een 80 micron zeef. Het ijzer(III)oxide wordt goed gemengd met perchloraat. De 3,8 gram olie wordt in 28 gram (= 39 mL) wasbenzine opgelost, gemengd met benzoaat in een plastic zak met sluiting en daarna met perchloraat beetje bij beetje gekneed tot een egale rode massa is verkregen. Vervolgens wordt de massa gekorreld via een grove zeef van 1 mm maaswijdte door de zak binnenstebuiten te keren en de massa met de vingers (in een lederen handschoen) door de zeef te drukken. Daarna worden de korrels gedroogd in de buitenlucht of goed geventileerde ruimte.
Ondergetekende heeft eens een goed functionerende commerciële 1.4G fluiter opengemaakt, en wat bleek? De pyrotechnische samenstelling was slecht gemengd en nauwelijks geperst, rara hoe kan dat? Dat moet een Chinees geweest zijn die er achter kwam dat je ook zonder veel geld of moeite fluiters kunt maken, en hij zal zijn bevindingen echt niet publiceren. De minimale dichtheid voor een werkende fluitsas is 1,2 g/cm3 en hetgeen gauw is bereikt door slechts licht met de hand aan te drukken. De oxidator mag ook grover zijn dan de benzoaat in korrelgrootte.
Wat een verschil met de constante hoge kwaliteit van de Duitse 15 mm Zink 'Knatter' patronen. Bij deze patronen wordt een weinig buskruit aan het oppervlak hydraulisch geperst in een goed passende mal - men ziet dat het karton ter plaatse is opgebold door de druk, omdat het gladde oppervlak soms geen vlam wil vatten. Bij een hoge dichtheid van 2,2 g/cm3 en hoger wordt de lading 'dood geperst', een verschijnsel van druk-desensibilisatie, en de sas (of het explosief) vat geen vlam meer. Dit verschijnsel is nauwelijks onderzocht in de pyrotechniek, doch wel in de explosievenindustrie (klik hier).
Heel bijzonder was de bijdrage van de Turkse apotheker Dr. Selcuk Öztap in 'Pyrotechnic whistles and applications' (Pyrotechnica XI 1987 and XIII 1990) waarin hij een nieuwe kijk gaf op fluitend vuurwerk ontwerpen (klik hier). Overigens dateren veel van zijn gegevens uit de jaren '60 en '70, dus was hij ons ver vooruit en Lancaster en Shimizu te slim af. Öztap wist het gevaar van de sassen enigszins te beteugelen door vaseline, paraffineolie of wonderolie en een katalysator toe te voegen.
Hetgeen doet denken aan hoe de Chinezen Armstrong's mixture (klik hier) wisten te temmen in plastic speelgoed slaghoedjes. Dat deden ze gewoon met een rubber emulsie zoals latex. Het mengsel kan alleen veilig in de 'natte methode' worden verwerkt, dus met water of een andere vloeistof. In een 'latex jasje' is het mengsel opgedroogd ongevoelig voor wrijving, maar explodeert pas met een flinke slag van een (pistool)hamer.
Maar eerlijk gezegd doen de fluitsassen het beter in geluidskwaliteit zonder al deze onnodige toevoegingen van olie of vaseline. Op een of andere manier verstoren ze het gewenste effect van de schelle fluittonen en het reactiemechanisme, en een toevoeging zou werkelijk absoluut minimaal moeten zijn omdat ze aan het effect maar dan ook niets bijdragen, integendeel. In sommige sassen zit zoveel vaseline, dat je bijna zou gaan denken dat men een vaseline-fluiter heeft ontdekt. Onzin natuurlijk.Het is belangrijker dat benzoaat qua korrelgrootte fijner is dan die van de oxidator.
Zo werd met succes in een stevige kartonnen huls met een binnendiameter van 25 mm, buitendiameter 35 mm en een lengte van 75 mm, een mengsel van perchloraat en natriumbenzoaat in 70:30 gewichtsverhouding geperst tot een dichtheid van 2,0 g/cm3 met een ouderwetse slingerpers van 5 ton. (Doe dit achter een stevige plaat polycarbonaat zolang er wordt geperst.) Het totaalgewicht aan sas was 30 gram en de hoogte van de kolom sas in de huls werd iets meer dan 30 mm.
Deze gewichtsverhouding is zeer brandstofrijk, daar de stoichiometrische verhouding eerder 80:20 zou moeten zijn (zie tabel 'oxygen balance'). Maar deze brengt veel minder geluid op (zie de tabel) en twee keer minder volume aan gasvorming!
Hoewel deze grote maat 'gillende keukenmeid' op een houten voetstuk was vastgelijmd met de uitlaat recht omhoog, koos de keukenmeid met een schrikbarend hard schreeuwend geluid van meer dan 125 dB(A) op 2 meter afstand in een onregelmatige baan het luchtruim en de hele straat werd oranje verlicht door de Na-atomen.
Het oppervlak van de geperste massa was niet vlak maar concaaf met een kleine centrale conische holte van 10 mm diep (zie tekening), zodat niet alleen het geluid van karakter veranderde in een schrille felle fluittoon, maar onbedoeld ook de voortstuwingkracht aanmerkelijk werd vergroot.
Natuurlijk is het mogelijk van dit type luchthuilers een vuurpijl of raketmotor te maken, en ze zijn dan heel wat krachtiger (en helaas onberekenbaarder) dan die met buskruit, maar jammer is dat deze vuurpijl snel geluidsvolume verliest vanwege de toenemende hoogte, hetgeen minder spectaculair is en eigenlijk zonde van al het werk.
In een stuk draaiend of statisch vuurwerk zou het geluidseffect wel goed van pas komen, maar pas op dat het vonkeffect niet gemengd wordt met de fluitsas. Zelfs in gewoon buskruit is titaan spons of metaalvijlsel brandgevaarlijk door wrijving van de metaaldeeltjes!
Een variatie op deze pijl is de combinatie van een fluitsas met een pyrotechnisch strobe effect in de verbrandingskamer, de zogenaamde 'strobe rocket' (zie de tekening hieronder). De vuurpijl maakt een bijzonder geluid, een hard klapperend pulserende straalmotor lawaai als dat van een V1 motor uit de 2e W.O. Het groen Visco lont is dwars aangebracht door een gaatje in de wand en niet in de lengte geplaatst in 'de ziel' omdat dit vaak leidt tot een explosie. Dit is echter niet een project voor beginners.Er lijkt bij de fluitsas een bijzonder reactiemechanisme te zijn dat niet direct afhangt van de volledige verbranding, maar eerder gebruik maakt van de stoichiometrische verbrandingsenergie om de overmaat aan benzoaat om te zetten in kleinere brandbare moleculen. Daar er onvoldoende zuurstof aanwezig is van de sas, moet dit aangetrokken worden vanuit de instromende lucht om de kleinere brandbare moleculen te laten ontbranden? Er bestaat wel een optimale gewichtsverhouding ten opzichte van de luidheid of geluidsdruk (dB) van het geluid. Maar de maximale gasopbrengst levert niet de meeste dB's op (zie tabel).
De eerste fluitsassen waren van een Fransman op basis van kaliumpicraat reeds in 1888 tijdens een vuurwerkshow. De fluiters lieten een zwarte koolstof rookstaart achter en in Nederland werden ze 'gillende keukenmeiden' genoemd. Tientallen jaren lang werden ze geproduceerd door de Duitse Nico-Pyrotechnik in een kenmerkend geel kartonnen kokertje met een paars papiertje waarmee een zwart buskruit lont was bevestigd (Visco bestond toen nog niet, foto Vuurwerkmuseum.nl). Het is geen geheim dat veel vuurwerk toen uit Duitsland kwam, voordat de Chinezen de markt veroverden.
Er zijn mensen die het geluid van de kleine standaard luchthuilers vervelend gejammer vinden, maar dan hebben ze nog nooit de grote kalibers gehoord en die ook nooit in shows worden vertoond. Simpelweg omdat ze nergens te koop zijn. Die schreeuwen het uit maar op de video komen de effecten niet spectaculair over vanwege de slechte geluidskwaliteit van de opname- en/of de weergaveapparatuur. Door de hoeveelheid decibellen slaat het elektronisch systeem dicht dat daar niet op is berekend.
Geen belangrijke pyrotechnische boekwerken zijn in de 21e eeuw verschenen en het lijkt erop dat alles aan belang in Oost en West in de 20e eeuw werd gepubliceerd. Wel zijn er de 'periodicals', zoals de Journal of Pyrotechnics die tegenwoordig alleen nog digitaal wordt uitgegeven.
Geen belangrijke pyrotechnische boekwerken zijn in de 21e eeuw verschenen en het lijkt erop dat alles aan belang in Oost en West in de 20e eeuw werd gepubliceerd. Wel zijn er de 'periodicals', zoals de Journal of Pyrotechnics die tegenwoordig alleen nog digitaal wordt uitgegeven.
The Encyclopedic Dictionary of Pyrotechnics (and Related Subjects) is een 3-delige uitgave van The Journal of Pyrotechnics en is een uitstekend naslagwerk van Ken en Bonnie Kosanke digitaal verkrijgbaar (klik hier voor een oud voorbeeld).
Voor amateurs is er het boek van Lloyd Sponenburgh over kogelmolens. Sponenburgh maakt gebruik van zelfgemaakte PVC molens. Dit materiaal wordt veel gebruikt omdat het goedkoop is, makkelijk verlijmbaar en overal verkrijgbaar, maar PVC is gevaarlijk bij een explosie omdat het scherven vormt, of dat nu een kogelmolen is (klik hier), een zogenaamde 'spud gun' of een mortierbuis. Bij de kogelmolen raakt PVC ook makkelijk elektrostatisch opgeladen, dus geen aanrader.
De PVC buizen verkrijgbaar bij de gewone doe-het-zelf handel zijn in de binnenwand van 'geschuimd' PVC gemaakt, wat ze lichter maakt, makkelijker verwerkbaar maar ook veel zwakker. Niet veel mensen hebben deze vorm van bedrog ontdekt, of ze vinden het niet belangrijk, maar kijk maar eens goed. Het echte volkern PVC buis is alleen bij de groothandel verkrijgbaar.
De PVC buizen verkrijgbaar bij de gewone doe-het-zelf handel zijn in de binnenwand van 'geschuimd' PVC gemaakt, wat ze lichter maakt, makkelijker verwerkbaar maar ook veel zwakker. Niet veel mensen hebben deze vorm van bedrog ontdekt, of ze vinden het niet belangrijk, maar kijk maar eens goed. Het echte volkern PVC buis is alleen bij de groothandel verkrijgbaar.
Kogelmolens van hout of hard rubber zijn veel veiliger. ABS drukbuis (Acrylonitril-Butadieen-Styreen) is tevens verlijmbaar met oplosmiddelen als dichloormethaan of methylethylketon (MEK). Helaas is ABS ook alleen verkrijgbaar bij de groothandel of de producenten als Vink en Eriks. Gemeenschappelijk inkopen lijkt een goede oplossing.
Een veilige en betaalbare oplossing om een kogelmolen te maken, is gebruik te maken van ronde HDPE flessen op een 'roller bar' met motor. HDPE is vaak glad, maar met wat elastieken rubber banden hebben ze meer grip en houvast.
Voor een mortierbuis of een spud gun (aardappelkanon) is het chemisch stabiele kunststof drukbuis van polyethyleen ook heel bruikbaar (HDPE of Hoge Dichtheid Polyethyleen). Het is moeilijker verkrijgbaar en niet verlijmbaar, maar het splintert niet bij een explosie.
Af en toe vindt men bruikbare stukken HDPE gratis bij opgravingen en wegwerkzaamheden voor het leggen van nieuwe HDPE leidingsystemen. Ze zijn dikwandig en zijn gitzwart, of hebben de kleur fel geel of oranje, je kunt ze uit de verte al zien liggen. Een afdichting wordt meestal van hout gemaakt. HDPE is ook zeer geschikt voor het carbidschieten (klik hier).
Voor een mortierbuis of een spud gun (aardappelkanon) is het chemisch stabiele kunststof drukbuis van polyethyleen ook heel bruikbaar (HDPE of Hoge Dichtheid Polyethyleen). Het is moeilijker verkrijgbaar en niet verlijmbaar, maar het splintert niet bij een explosie.
Af en toe vindt men bruikbare stukken HDPE gratis bij opgravingen en wegwerkzaamheden voor het leggen van nieuwe HDPE leidingsystemen. Ze zijn dikwandig en zijn gitzwart, of hebben de kleur fel geel of oranje, je kunt ze uit de verte al zien liggen. Een afdichting wordt meestal van hout gemaakt. HDPE is ook zeer geschikt voor het carbidschieten (klik hier).
Er zijn tal van websites voor de pyrotechniek (klik hier) (klik hier), maar niet alle zijn even deskundig. Er wordt helaas een hoop onzin geschreven, een groot negatief effect van het internet, want elke boerenlul kan zijn drek spuien en elke drol kan zich deskundig wanen en zijn leugens verspreiden met nepnieuws of gelul via de sociale media of een discussiegroep. De meeste informatie via de Nederlandstalige Wikipedia is ronduit slecht - dus ook voor het gebruik op school, beter is de Engelstalige versie vanwege het veel grotere taalgebied aan deskundigheid in de wereld. Tegenwoordig is het mode om een vraag te stellen via AI oftewel Artificial Intelligence, of zelfs werkstukken te laten maken of teksten te schrijven, maar weet wel dat de meest geavanceerde AI systemen de meest domme fouten maken met simpele middelbare school opdrachten in de natuurwetenschappen. Dus wanneer je tegenover je leraar of een collega niet voor lul wilt staan of als bedrieger bekend wilt worden, gebruik deze systemen niet want ze maken vooral gebruik van Wikipedia waar heel veel fouten in staan.
De vrije democratische wereld is veranderd in de 21e eeuw na de terroristische aanslagen in New York op 11 september 2001 en de handel in chemische stoffen werd aan banden gelegd - ook door de synthetische drugsproblematiek. Pech voor alle serieuze hobbyisten, die worden nu geheel ten onrechte voor potentiële terroristen of 'runners' van een drugslab aangezien. Hoe belangrijk echter thuis experimenteren is voor kinderen bewees o.a. de Nobelprijs natuurkundelaureaat Douglas Osheroff. Thuis voerde hij experimenten uit die vaak eindigden in zowel vuur als explosies (klik hier). Toen hij aan de Cornell University studeerde, ging hij zich verdiepen in de lagetemperatuurfysica. Osheroff ontving in 1996 de Nobelprijs voor natuurkunde voor de ontdekking van superfluïditeit in helium-3. Intellectuele kinderen hebben alle ruimte nodig om zich te ontwikkelen, ook wanneer ze hun vingers kunnen branden.
In het buitenland werd wegens de vaak aanwezige hoogteverschillen, van waterkracht gebruik gemaakt (in De Republiek der Zeven Verenigde Nederlanden ook in Valkenburg). Dat was goedkoper en veiliger voor mens en dier.
Het gebruik van windmolens is erg ongemakkelijk doordat er altijd veel wind moet zijn voor het opwekken van voldoende energie en daar kan een oorlog niet op zitten wachten.
Er zijn diverse methoden om buskruit te bereiden en er zijn ook verschillen in samenstelling. Een gangbare scheikundige vergelijking - en die zeker niet juist is omdat er veel meer verbrandingsproducten worden gevormd (zie tabel), is deze:
De stoichiometrische gewichtsverhouding bij de bovenstaande reactievergelijking voor buskruit komt overeen met 81/10/9 in plaats van de gangbare gewichtsverhouding 75/15/10 voor kaliumnitraat, houtskool en zwavel. Daaruit blijkt dat de verhouding 75/15/10 iets meer brandstof bevat, hetgeen ook zichtbaar is in de tabel voor de verbrandingsproducten. Vaak blijkt een kleine overmaat aan brandstof in een pyrotechnisch mengsel of sas een gunstig effect te hebben op de eigenschappen. Eén van de redenen is dat er minder ongebruikte oxidator achterblijft (zie tabel), maar ook wordt een deel van de verbrandingswarmte beter benut door bepaalde vaste stoffen in de gasfase te brengen - zoals K2S bij een kookpunt van 912 graden C.
Zuiver koolstof heeft een aaneengesloten gelaagde structuur van bijvoorbeeld grafiet.
In andere gevallen kan een overmaat aan brandstof effectief reageren met de zuurstof uit de lucht, indien dat een gunstig resultaat geeft. Houtskool kan zeer effectief nagloeien in de lucht in de pyrotechnische kunst. Zoals magnesium en aluminium in militaire toepassingen kunnen nabranden in lucht en aldus het effect vergroten. Magnesium kan op die manier ook met stikstof uit de lucht reageren.
Bij berekening is wel duidelijk dat buskruit niet erg efficiënt is omdat 64 gewichtsprocent van de reactieproducten bestaat uit vaste stoffen in de vorm van rook en de andere 36 % bestaat uit effectieve gassen voor de benodigde bruikbare gasdruk. Volgens deze vergelijking wordt per 4 gram buskruit ongeveer 1 liter gas geproduceerd. (Vergelijk hoog genitreerd nitrocellulose, dit rookloos kruit produceert ongeveer 1 liter gas per gram.)
De verbrandingsproducten van zwart buskruit reageren behoorlijk alkalisch in waterig milieu omdat niet alleen kaliumcarbonaat wordt gevormd, maar water hydrolyseert kaliumsulfide tot kaliumhydroxide en kaliumwaterstofsulfide.
Het waterstofsulfide dat men ruikt als rotte eieren, blijkt ook een biologisch signaalmolecuul te zijn dat een cruciale rol speelt bij fysiologische en pathologische aandoeningen. Dat geldt ook voor stoffen als stikstofmonoxide en koolmonoxide, het zijn niet alleen giftige verbrandingsproducten maar in kleine hoeveelheden spelen ze een belangrijke rol als signaalstoffen in biologische systemen (klik hier). In 1998 werd de Nobelprijs voor de Fysiologie uitgereikt aan Murad, Furchgott en Ignarro voor hun ontdekking van de biologische signaalfunctie van stikstofmonoxide.
Op blz. 66 van het boek van Shimizu verklaart hij dat zwavel als (poly)sulfide wel een passieve rol vervult in de zogenaamde 'firedust', senko hanabi en het glitter effect wanneer hij schrijft: 'charcoal is the active material along with the burning product K2Sx , K2SO4, K2CO3 etc. in the inactive part'. In ieder geval wordt geen noemenswaardig SO2 gas gevormd, hetgeen door extreem-linkse sociaal-fascistische milieu-anarchisten valselijk wordt beweerd om de publieke opinie te beïnvloeden tegen vuurwerk gebruik. Klimaatfascisten van Extinction Rebellion zijn zo'n voorbeeld van terreur-communisten die de maatschappij willen ontwrichten om op ondemocratisch wijze hun zin door te drijven. Het zou een hoop CO2 uitstoot schelen wanneer ze zouden ophouden met ademhalen.
Professionals bereid(d)en buskruit met de kollergang molen (klik hier) in een kuip met zogenaamde rollende kantstenen – de walsen en bak raken elkaar NIET en het kruit wordt altijd nat gehouden gedurende het proces.
Voor serieuze amateurs is dat ondoenlijk en daarom maken ze vaak gebruik van kleine kogelmolens voor het innig mengen en verkleinen van de componenten. Om dit veiliger te doen kan aan het mengsel 50 gewichts-% aan hoogwaardig ethanol of anders iso-propanol worden toegevoegd - dat later aan de lucht moet verdampen. Dus geen water toevoegen waarin het nitraat zich weer oplost en uitkristalliseert. Welke methode men ook kiest, begin altijd in het klein want 4 gram buskruit produceert 1 liter heet gas waar men zich lelijk aan kan branden. De molen moet 'waterdicht' zijn, vandaar de voorkeur voor de 'rock tumbler'.
Het maken van grote hoeveelheden buskruit is gevaarlijk en regelmatig gingen professionele installaties de lucht in (zie Thermal Hazards from the Accidental Ignition of Pyrotechnic Compositions). Dit kwam vaak door mechanische vonkvorming of statische elektriciteit - dus ook door blikseminslag. Of er gebeurde een ongeluk bij vervoer en opslag, zoals de Delftse donderslag van 1654 (klik hier) of de Leidse buskruitramp van 1807 (klik hier).
Andere pyrotechnische samenstellingen zijn vaak gevoelig voor wrijving, slag of vonken, of door de invloed van vocht kan ook brand ontstaan met name bij magnesium, titaan spons maar ook ijzervijlsel wanneer de metalen niet door passivering zijn behandeld met een coating (klik hier). Immers komt ook bij langzame oxidatie warmte vrij. Het fijnmalen van aluminium, magnesium of titaan in een kogelmolen is dan ook een hachelijke onderneming, daar de inhoud in brand vliegt zodra de molen wordt geopend. Dit komt omdat de beschermende oxidehuid is verdwenen en het metaal direct reageert met de zuurstof uit de lucht.
Buskruit werd vroeger vaak opgeslagen in hoge torens zodat men er moeilijk bij kon komen. Toen men blikseminslag ging begrijpen als natuurkundig fenomeen, werden echter eerst kastelen en kerktorens beveiligd met bliksemafleiding (klik hier)!
Amateurs maken tevens fouten ook al houden ze het klein, en het is dus belangrijk om eerst veel te lezen en alle wijze raadgeving op te volgen. En wanneer men het niet begrijpt of niet wilt begrijpen, zichzelf vooral te onthouden van elke experimentele handeling!
Geen opmerkingen:
Een reactie posten