Жарық шашу құралдары және тарихы

Кіріспе

Пиротехникалық жарық көзі

Жаққыш, кейде бірнеше еуропалық елдерде фюзе, фюзее немесе бенгала, бенгало деп те аталады, жарылыссыз жарқын жарық немесе күшті жылу шығаратын пиротехника түрі. Жаққыштар азаматтық және әскери салаларда қауіпсіздік сигналы беруге, жарықтандыруға немесе қорғаныс шаралары ретінде қолданылады. Жаққыштар жердегі пиротехника, снарядты пиротехника немесе үлкен аумақты барынша жарықтандыру үшін парашютпен ілінісуі мүмкін. Снарядты пиротехника ұшақтан тасталуы, ракетадан немесе артиллериядан атылуы, немесе жаққыш тапаншаларымен немесе қолмен ұсталатын соққылы түтіктермен қолданылуы мүмкін.

Шығу тегі

Сигнал беру мақсатында оқ-дәріні қолданудың ең алғашқы жазбасы – 1276 жылы Янчжоу қаласын қоршаған моңғол басқарған Юань әулеті (1271–1368) кезінде Қытайдың Сун әулеті (960–1279) қолданған "сигналдық бомба". Бұл жұмсақ қабықты бомбалар, ауада белгілі бір уақытта жару үшін реттелген, алыстағы әскер бөлімдеріне хабар жіберуге қолданылды. 1293 жылға жатқан мәтінде де сигналдық бомба туралы айтылады, онда оларды Чжэцзян провинциясында сақталғандарынан жинау туралы өтініш білдіріледі.

Азаматтық мақсатта

Азаматтық өмірде, жарықшаштар көбінесе сигнал беру үшін қолданылады және оларды жерде жағуға, жарықшаштар табатыны сияқты пистолеттен әуеге сигнал ретінде атуға немесе жеке құбырдан ұшыруға болады. Жарықшаштар теңіздік апаттық жиынтықтарда жиі кездеседі.

Теңіздегі апат сигналы

Апат ракеталары (немесе "ракеталық парашюттік шашулар") заманауи дәуірде азаматтық теңіздік төтенше жағдайларда кем дегенде 1856 жылдан бері қолданылып келген. Сол жылы АҚШ Теңіз журналында кемелерге қатысты төтенше жағдайларда "ракеталық станциялардың" пайдаланылуы туралы айтылған. 1873 жылға дейін тек ақ ракеталар қолданылды, ал Корольдік теңіз күштерінің командирі Джон Йорк апат сигналы беретін ракеталардың ерекше түске ие болуын ұсынды. Бұл сұраныс, қиындыққа тап болған кемелер мен лоцмандық кемелердің ракеталарын шатастыруды азайту мақсатында жасалды. 1875 жылға қарай, Сауда кеңесі (Ұлыбритания) капитанға түнгі сигналдарға қатысты ережелерді бекітті. Кем дегенде 16 унция құрамы бар ракеталар тек қиындыққа тап болған кеменің белгісі ретінде ғана қолданылуы керек еді. Сол кездегі жолаушылар кемелерінде осындай 12 ракета болуы міндетті болды. 1894 жылғы Сауда кемелері заңында бұл ракеталар бір-бірден, шамамен бір минуттық интервалмен ұшырылуы керек екені көрсетілген. Апат ракеталары әр түрлі түстерде қолданыла берді, мысалы, RMS "Титаник" кемесінде. Сол кезде кеме компанияларында "нақты бір түстің апат ракетасы" (түсі бойынша ерекшеленетін) болған. Әр кемеге қандай сигнал жіберуге болатынына байланысты түстердің нұсқаулықтары да берілді. Қазіргі заманғы қызыл апат сигналдары 1925 жылдан бастап АҚШ-тың Кен департаментімен айтылған, онда "12 қолда ұсталатын, ракеталық парашюттік қызыл шашулар" мұхитқа қатынайтын кемелерде қолданылуы керек екені көрсетілген. 1979 жылдың 17 желтоқсанында АҚШ-та қызыл түс "Жалпыға ортақ түс тілі" ретінде қабылданып, пайдалануға берілді. Теңіздегі қауіпсіздік туралы халықаралық конвенция (SOLAS) қолмен және әуеден берілетін шашуларды қоса алғанда, визуалды сигналдарға қатысты стандарттарды бекітеді. Қолда ұсталатын шашулар кемінде бір минут бойы орташа жарықтығы 15 000 канделаға жететіндей күюі керек, ал әуе шашулары кемінде 40 секунд бойы 30 000 кандела орташа жарықтығымен күюі тиіс. Ракеталар мен шашулар әлі де апат сигналын берудің мүмкіндігін ұсынатын болса да, олар жақсартылған технологиялармен алмастырылды. Апат сигналдарын енді іздеу және құтқару транспондерінен автоматты радио сигналдарды қолдану арқылы жіберуге болады. Халықаралық деңгейде танылған басқа да әдістерге "Титаник" батқан кезде қолданылған SOS радиохабары және/немесе 1920 жылдардан бастау алған "MAYDAY" төтенше жағдай туралы хабарламасы кіреді.

Distress rockets (aka "rocket propelled parachute flares") have been mentioned in the modern era for civilian maritime emergencies since at least 1856. The U. S. Nautical Magazine of that year mentions the use of "rocket stations" for ship related emergencies. White rockets were solely used until 1873, when commander John Yorke of the Royal Navy suggested that rockets for distress should have a distinctive color. The request was made to help ease confusion between ships in distress and rockets used by pilot ships. By 1875, the Board of Trade (UK) had issued regulations for Captains in regards to night signals. Rockets containing at least 16oz of composition were only to be used as a sign for a ship in distress. Passenger ships at the time were required to carry 12 of these rockets. The Merchant Shipping Act of 1894 further stated that these rockets were to be fired one at a time in short intervals of approximately one minute apart. Distress rockets continued to be used in different colors as was the case with RMS Titanic. At the time shipping companies had "a particular kind of distress rocket (that differed by color)". Each ship was also given a guide of colors to use depending on what signal was to be sent. Modern red distress signals are mentioned by the United States Bureau of Mines as early as 1925, where they state "12 handheld rocket propelled parachute red flare distress signals" are to be used by ocean going ships. The color red was eventually incorporated for use in the United States on December 17, 1979 as part of a "Universal color language". The International Convention for the Safety of Life at Sea (SOLAS) has standards for visual signals, including both handheld and aerial flares. Handheld flares must burn for at least one minute at an average luminosity of 15,000 candelas, while aerial flares must burn for at least 40 seconds with a 30,000 candela average luminosity. While rockets and flares are still an option for signaling distress, they have since been surpassed by improved technology. Distress signals can now be sent using automated radio signals from a search and rescue transponder. Other internationally recognized methods include the radio message SOS, which was used during the Sinking of the Titanic, and/or the emergency procedure word "MAYDAY" which dates to the 1920s.

Жол және темір жол

Жарықтардың тағы бір түрі – қызыл жарықпен жанатын фюзе. Олар негізінен екі түрге бөлінеді: автомобиль жолдары және теміржол көлігі үшін қолданылатындар. Бірінші түрі – автомобиль жолдарында қолданылатын, автокөлік жолдарының немесе жол фюзелері деп аталатын жарықтар. Бұл жарықтар көбінесе түнде жолдағы кедергілерді көрсету немесе сақтық шараларын ескерту үшін қолданылады және жол жиегіндегі төтенше жағдай жинақтарында кездеседі. Құқық қорғау органдары да осы жарықтарды (екі тіреуге қойып немесе жатқызып) жол қауіптілігін көрсету үшін немесе жолдың жабық екенін хабарлау үшін пайдаланады, көбінесе жол конустарын ауыстыру мақсатында. АҚШ-тағы құқық қорғау органдары әдетте 15–30 минутқа дейін жанатын магний негізді жарықтарды қолданады. Теміржол фюзелері кемінде 10 минут бойы жанады, олар локомотивтерге бекітілмейді және теміржол қызметкерлері оларды түнде қорғану үшін қолда ұстайды. Теміржолға арналған фюзелерді автомобиль жолындағы фюзелерден бір жағындағы өткір болат тікұшақ арқылы ажыратуға болады, ол фюзені ағаш теміржол тірегіне тік орналастыруға мүмкіндік береді.

Орман шаруашылығы және өрт сөндіру

Орман шаруашылығы және өртке қарсы күрес салаларында, фьюзелер кейде өрттің өшуіне және бақыланатын өрттерді тұтандыруға қолданылады. Олар 191 °C (376 °F) температурада тұтанады және 1600 °C (2912 °F) дейін қызып отырады. Олар әсіресе өте құрғақ жағдайда күйдіру немесе кері күйдіруді тұтандыруда тиімді, бірақ отын жағдайы ылғалды болғанда тиімділігі төмендейді. Бақыланатын өрттер көбінесе салыстырмалы түрде жоғары ылғалдылық деңгейінде жүргізіледі (өйткені өте төмен ылғалдылық кезеңінде оларды қауіпсіз тоқтату мүмкін емес), сондықтан тамшылағыш шам тиімдірек және жиі қолданылады. Өрт сөндірушілер фьюзелерді әдетте шұғыл жағдайларда, өрт қоршап алғанда басқа жол болмаған жағдайда, айналасындағы отынды тұтандырып, қашуға арналған өрт жасау үшін тасымалдайды.

Наразылықтар

Жарықшамдар АҚШ Ұлттық гвардиясы және полиция сияқты құқық қорғау органдары тәртіпсіздікті бақылау құралы ретінде қолданылады. Бұл тәжірибе кем дегенде 1940 жылдарға дейін барады, онда олар "түнгі операцияларда тиімді" деп еске алынған. Керісінше, наразылық акцияларында қолға ұсталатын жарықшамдар наразылар тарапынан да қолданылады.

Теңіз сигналды шамы

1859 жылы Марта Костон қайтыс болған күйеуі Бенджамин Франклин Костонның бұрынғы жұмысына негізделген Костон сигналын патенттеді. Ол АҚШ-тың Азамат соғысы кезінде және АҚШ Жағалау күзетінің алдағысы – Құрама Штаттардың Өмірді сақтау қызметі тарапынан басқа кемелерге және жағалауға сигнал беру үшін кеңінен қолданылды. Теңіз сигналындарында кальций фосфиді жиі қолданылады, себебі ол сумен жанасқанда фосфин газын бөліп шығарады, ол ауамен жанасқанда өздігінен тұтанады; көбінесе ацетиленді бөліп шығаратын кальций карбидімен бірге қолданылады.

Жарықтандыру

1922 жылы "қону шамы" – парашютке бекітілген және қараңғыда ұшақты қону үшін пайдаланылатын әуе шамдары болды. Бұл шам төрт минуттан кем уақытқа жанып, шамамен 40 000 люмен жарық беретін.

Кері шара

Әскери ұшақтарда жылу іздейтін зымырандарға қарсы қорғаныс шарасы ретінде арнайы жалынды шамырауыштар қолданылады. Бұл шамырауыштарды ұшқыш әдетте жеке-жеке немесе бірнешеулеп, немесе құйрық ескерту құрылғылары арқылы автоматты түрде шығарады, сонымен қатар қарқынды қашу маневрлерімен бірге қолданылады. Олар инфрақызыл зымырандарды жаңылыстыру мақсатында жасалғандықтан, бұл жалындар мыңдаған градус температурада жанады, көрінетін спектрде де жарқырайды.

Үшбұрыш

Шымға қосылған сымдармен байланысты шамы аймақты жаулардан немесе кіріп келгендерден қорғау үшін қолданылады. Сым тартылғанда шам жана бастайды, дабыл қағып, сонымен қатар аймақты жарықтандырады.

Реттеу

БҰҰ-ның қауіптілік нөмірлер жүйесі бойынша пиротехникалық шашулар 1.4 класты жарылғыш заттар ретінде белгіленеді. АҚШ-тың Калифорния және Массачусетс штаттары сияқты бірнеше штаттары, ішуге арналған судағы калий перхлораттың белгілі бір деңгейін реттеуді бастады, ол белгілі бір концентрацияда қауіпті болуы мүмкін. Ластанған ішу суы асқазанның тітіркенуіне, лоқсып құсуға, жүрек айнуға, қызбаға, тері бөртпесіне және тіпті қатерлі апластикалық анемияға (қан жасушаларының барлық түрлерінің азаюына) әкелуі мүмкін.

Химия

Жарықшамдар пиротехникалық қоспаның жануы арқылы жарық шығарады. Олардың құрамы әртүрлі болуы мүмкін, бірақ көбінесе стронций нитраты, калий нитраты немесе калий перхлораты негізінде жасалады, және олар көмір, күкірт, арақ шайыры, алюминий, магний немесе сәйкес полимерлік шайыр сияқты отынмен араластырылады. Жарықшамдар пиротехникалық бояу заттарын қосу арқылы түрлі түске боялуы мүмкін. Су астындағы заттарды жарықтандыру үшін кальцийлі жарықшамдар қолданылады. *Ескерту: АҚШ-та жасалған физолдар енді калий перхлоратын тотықтырғыш ретінде қолданбайды және олардың құрамында алюминий немесе магний болмайды.

Перхлорат шамырауының денсаулыққа қатысты мәселелері

Қызметтегі көптеген түсті сигнал шашқалары мен спектрлік теңгерімделген алдау шашқаларында перхлорат тотықтырғыштары бар. Перхлорат – тұздың қатты түрі, ол жер асты және жер үсті суларында еріп, жылдам қозғалады. Ауыз сумен қамтамасыз етуде тіпті төмен концентрацияда болса да, перхлораттың қалқанша безінің йодты сіңіруін тежейтіні белгілі. Қазіргі уақытта АҚШ-та перхлорат үшін федералдық ауыз су стандарттары болмаса да, кейбір штаттар халық денсаулығының мақсаттарын немесе әрекет деңгейлерін белгіледі, ал кейбіреулері мемлекеттік ең жоғары ластану деңгейін белгілеу процесінде. Мысалы, АҚШ Қоршаған ортаны қорғау агенттігі перхлораттың қоршаған ортаға және ауыз суға тигізетін әсерін зерттеді. Калифорния штаты да перхлоратты қолдануға қатысты нұсқаулар берді. АҚШ соттары перхлоратты пиротехникалық құрылғыларды, мысалы, шашқаларды жасауда қолдану мәселесі бойынша шешімдер қабылдады. Мысалы, 2003 жылы Калифорниядағы федералды округтік сот перхлораттың тұтанғыш екендігі және демек, қауіпті қалдықтардың "ерекше" сипаттамасына ие екендігін анықтағандықтан, "Қоршаған ортаны қорғау, өтемақы және жауапкершілік туралы" (CERCLA) заңы қолданылады деп шешті.