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夏のイベントといったら花火大会
夏のイベントといえば、海水浴、バーベキュー、お祭りなどなど多々ありますが、忘れてはならないのが花火大会ですよね。
夜空を彩る美しく迫力満点の大花火は素晴らしい思い出を私たちに提供してくれます。
私も先日、江戸川花火大会に行き、約１万4千発の打ち上げ花火をこの目におさめて参りました。
ただ、花火を楽しむ中でふと疑問に思うことがありました。
- 打ち上げ前の花火ってどんな形をしているの？
- どうやってあんなに高く打ち上げているの？
- 開花時はどれくらいの大きさ？
これまでの人生の中で何度か花火大会には行ってきましたが、打ち上げ花火に関する知識がほぼないことに気づきました。
花火に関する知識を持っていたら、より花火大会を楽しめるのではないか？
ということで色々花火に関する知識を調べてまとめてみました。
１．花火玉に関する知識
１－１．打ち上げ前の花火玉の姿形
打ち上げ前の花火玉はこんな姿形をしています。
出展：日本の花火（http://japan-fireworks.com/basics/size.html）
出展：毎日新聞（https://mainichi.jp/graphs/20170612/hpj/00m/040/002000g/3）
小さい打ち上げ花火は玉ねぎそっくりですね！
１－２．開花時の高さと大きさ
打ち上げ花火は、
小さい2.5号玉で
高さ：約９０ｍ
半径：約３０ｍ
最大の40号玉では
高さ：約６００ｍ
半径：約３５０ｍ
で打ちあがります。
出典：花火情報館（http://www.hanabi.co.jp/hanabi.kyaku.ookisa.htm）
最大級のものは東京スカイツリーと同じくらいの高さで開花します。
１－３．打ち上げられる花火玉の大きさは法律で決まっている
打ち上げ花火は、打ち上げ場所さえ確保していれば、どんな大きさの打ち上げ花火を上げてよいという訳ではありません。
花火の大きさによって、「保安距離」というものが定められており、会場によって確保できる保安距離に応じて、打ち上げ出来る花火の大きさが決まっています。
保安距離とは、これは打ち上げ場所から観客や付近の建物まで玉の大きさに合わせて、一定の距離（岐阜県では10号で半径240メートルなど）を置かなければならないという安全距離で、法律で定め、都道府県により規定が違っています。 より広い保安距離を確保できる場所では、大きな花火を打ち上げることができますが、市街地などの人口密集地では花火の玉の大きさや打ち上げ方が制限されてきます。
引用：高木煙火株式会社（http://www.enka.co.jp/sub/sub1/indexSub1_5.html）
隅田川花火大会の最大号数は５号玉まで
有名な隅田川花火大会では最大号数が５号玉までとなっています。
5号玉の開花高度は約200ｍであるため、634mの高さを誇るスカイツリーから隅田川花火大会を見ると、花火を見下ろすことができます。（展望台の高さは３５０ｍと４５０ｍ）
出典：花火大会２０１９（https://sp.jorudan.co.jp/hanabi/news/jrd_190514_1.html）
出典：花火大会２０１９（https://sp.jorudan.co.jp/hanabi/news/jrd_190514_1.html）
２．打ち上げに関する知識
２－１．打ち上げ花火の打ち上げ方法
花火玉の打ち上げには火薬を入れた筒を使って行います。
筒に入れた火薬を爆発させることで、その勢いで花火玉を発射します。
拳銃と同じ仕組みですね。
花火玉を導火線の部分を下にして入れることで、打ち上げ火薬が爆発した際に、導火線にも火が付きます。
花火を発射した後に赤く登って行く線は、導火線が燃えている線です。
（花火にはロケットみたいに推進力を生み出すものが付いていて、赤い線はそれによるもかもと思っていたのですが、火薬の爆発による初速のみであの高さまで打ち上げているんですね・・・。火薬と玉の頑丈さがすごいですね。）
出典：旅探（https://www.homemate-research-festival.com/useful/23007_fireworks_007/）
※画像は点火のためにマッチを投げ入れていますが、今は安全なコンピュータ制御で点火をコントロールすることが多いようです。
２－２．打ち上げ時の花火玉の初速は？
さて、そんな拳銃みたいに発射される打ち上げ花火ですが、どれくらいのスピードで発射すればあの高さまで上げることが出来るのでしょうか。
初速をV[m/sec]、重力加速度をg、到達高度をｈ[m]、空気抵抗なしとし、物理の公式に当てはめて考えると、
Ｖ＝√(2ｇｈ）
で計算することが出来ます。
花火玉の種類毎の打ち上げ高度は以下の通りです。
| 種類 | 打ち上げ高度[m] |
| 2.5号玉 | ９０ |
| ３号玉 | １３０ |
| ４号玉 | １７０ |
| ５号玉 | ２００ |
| ６号玉 | ２２０ |
| ７号玉 | ２５０ |
| ８号玉 | ２８０ |
| １０号玉 | ３３０ |
| ２０号玉 | ４９０ |
| ３０号玉・４０号玉 | ６００ |
上記をインプットとし、花火玉の打ち上げ時の速度を計算すると次のようになります。（※実際は空気抵抗がありますので、下記よりも速い速度になります。）
| 種類 | 打ち時の初速[km/h]（時速） |
| 2.5号玉 | １５１．２ |
| ３号玉 | １８２．７ |
| ４号玉 | ２０７．８ |
| ５号玉 | ２２５．４ |
| ６号玉 | ２３６．４ |
| ７号玉 | ２５２．０ |
| ８号玉 | ２６６．７ |
| １０号玉 | ２８９．５ |
| ２０号玉 | ３５２．８ |
| ３０号玉・４０号玉 | ３９０．４ |
最大級の３０号玉・４０号玉６００ｍの高さまで打ち上げる必要がありますが、そのためには時速３９０．４ｍ以上の速度で打ち上げる必要があります。
２－３．打ち上げ現場はどうなっている？落下物は？
花火を見ていて気になるのはやはり「打ち上げ現場はどうなっているのか」というところですよね。
爆発後になにか降ってきているの？ということをも気になります。
こちらのYouTube動画に打ち上げ現場の様子が映されています。（0:42～）
すごい迫力ですね！
炭などの落下物がやはりあるようです。
３．花火の見方に関する知識
３－１．花火大会にはプログラムが用意されている
大きな花火大会だと、プログラムが用意されており、時間を区切ってそれぞれのテーマに沿った演出で花火が打ち上げられます。
テーマを知った上で花火を見るとまたひと味違った形で花火を楽しむことが出来ます。
私が先日行ってきた江戸川区花火大会２０１９は以下のプログラムとなっていました。
19:15～ いざ開幕！新生EDOGAWA花火！（5秒間、1,000発花火）
19:25～ 遙かなる富士～波濤の彼方に～
19:35～ 阿吽～A・UN～
19:45～ 虹色サマータイム
19:55～ スペースアドベンチャー
20:05～ こもれび～Sleeping Forest～
20:15～ 情熱のSPARK&FLASH！
20:25～ 新時代の夜明け（フィナーレ）
19:45～の「虹色サマータイム」は全体的にカラフルな演出、20:05～の「こもれび～Sleeping Forest～」は森を連想させる緑の花火が多かったです。
テーマを意識するだけで、花火の演出をより理解しやすくなりますので、楽しさ倍増です！
おわり
この記事を見ていただいてありがとうございました！
皆さんの夏がもっと素敵になりますように！