Một quả pháo hoa tầm cao đi qua bốn chặng: thuốc phóng ở đáy đẩy quả ra khỏi ống phóng đặt trên mặt đất, ngòi trễ cháy trong lúc quả bay lên, gần đỉnh quỹ đạo thuốc nổ tách vỏ phá vỡ quả, rồi hàng trăm viên "sao" văng ra mọi hướng và cháy thành màu. Toàn bộ chuyện đó chỉ kéo dài vài giây. Hiểu bốn chặng này, lần sau đứng dưới bầu trời giao thừa, mắt sẽ tự nhìn ra quả pháo đang ở chặng nào.
Bài này chỉ giải thích nguyên lý ở mức phổ thông để người xem hiểu cái mình đang thấy. Pháo hoa nổ là vật liệu nguy hiểm: chỉ đơn vị được cấp phép, người được đào tạo mới được bắn, và không ai nên tự chế, tự tháo hay tự sửa một quả pháo.
Một quả pháo hoa gồm những phần nào
Quả pháo hoa bắn lên trời (giới làm nghề gọi là quả pháo bắn từ ống, tiếng Anh là aerial shell) có cấu tạo giống nhau ở mọi nơi trên thế giới, dù hình dáng bên ngoài có thể tròn hoặc trụ. Có thể hình dung nó như một chiếc hộp kín mang theo những viên màu nhỏ, cộng với hai "động cơ" — một cái để bay lên, một cái để mở hộp.
| Bộ phận | Vai trò | Người xem nhận ra ở đâu |
|---|---|---|
| Ống phóng | Ống cứng đặt trên mặt đất hoặc trên sà lan, giữ quả đứng thẳng và định hướng lúc bay ra | Tiếng "thụp" trầm ở mặt đất ngay đầu mỗi phát |
| Thuốc phóng | Cháy rất nhanh ở đáy ống, tạo khí đẩy quả bay lên | Chớp sáng nhỏ dưới thấp, kèm tiếng "thụp" |
| Ngòi trễ | Cháy trong lúc quả bay, quyết định quả mở ở độ cao nào | Vệt sáng mờ hoặc tia lửa nhỏ bám theo quả khi lên |
| Vỏ | Giữ mọi thứ bên trong thành một khối, thường làm bằng giấy bồi nhiều lớp | Không thấy rõ; đôi khi rơi xuống thành mảnh giấy cháy dở |
| Thuốc nổ tách vỏ | Phá vỡ vỏ ở đúng thời điểm và hất các viên sao ra ngoài | Tiếng "bùm" trên cao và khoảnh khắc bông hoa bung ra |
| Sao | Những viên nhỏ cháy ra màu, ra vệt, ra tia | Chính là các điểm sáng tạo nên bông hoa |
Ngoài quả bắn từ ống còn có vài dạng khác hay gặp trong các đêm lễ hội: pháo thăng thiên có que dẫn hướng tự bay lên bằng động cơ của chính nó; giàn pháo ghép nhiều ống nhỏ bắn liên tục thành chuỗi; và các hiệu ứng mặt đất như thác lửa, vòi phun. Bài này tập trung vào quả bắn từ ống vì đó là loại tạo ra những bông hoa lớn mà ta thấy trên bầu trời.
Chặng một: rời ống phóng
Khi người điều khiển ra lệnh bắn, thường là bằng tín hiệu điện từ bàn điều khiển ở khoảng cách an toàn, thuốc phóng ở đáy ống bắt lửa. Nó không nổ tung mà cháy cực nhanh trong một không gian bị bịt kín phía dưới. Khí nóng sinh ra không có đường thoát nào ngoài việc đẩy quả pháo đi lên, giống như hơi nước đẩy nắp nồi.
Ống phóng ở đây đóng vai trò như nòng: nó giữ cho quả bay thẳng hướng đã định. Vì thế những ống được cắm nghiêng một góc nhỏ sẽ đưa quả pháo đi chếch về một phía — đó là cách các nhà thiết kế tạo ra hình quạt hay hình chữ V trên bầu trời. Ống đặt dựng thẳng thì quả lên thẳng và nở ngay trên đầu điểm bắn.
Chặng hai: bay lên và ngòi trễ đang đếm
Trong lúc quả pháo lao lên, một bộ phận nhỏ đã bắt lửa từ lúc phóng: ngòi trễ. Có thể coi ngòi trễ là một chiếc đồng hồ bằng lửa. Nó cháy với tốc độ được tính sẵn, và khi lửa đi hết chiều dài của ngòi, nó chạm vào thuốc nổ tách vỏ bên trong.
Nhờ ngòi trễ, quả pháo mở ra ở gần đỉnh quỹ đạo — điểm mà quả gần như đứng yên trước khi rơi xuống. Đây là lý do những bông pháo đẹp thường tròn đều: tại đỉnh quỹ đạo, quả không còn mang nhiều vận tốc theo một hướng nào, nên các viên sao văng ra đều về mọi phía. Nếu quả mở quá sớm khi còn đang lao lên, bông hoa sẽ bị kéo méo thành hình quả trứng hướng lên trên. Nếu mở quá muộn khi đã rơi, bông hoa nở thấp và méo về phía dưới.
Ở nhiều quả, ngòi trễ được gắn thêm một chút chất tạo vệt, nên ta thấy một sợi sáng mảnh vẽ đường đi lên — nhiều người gọi là "đuôi". Quả kiểu đuôi cọ thường có vệt đi lên rất rõ để khi nở, bông hoa trông như tàu lá mọc ra từ thân cây.
Chặng ba: tách vỏ — khoảnh khắc bông hoa bung
Khi ngòi trễ cháy hết, thuốc nổ tách vỏ bắt lửa. Nó có hai việc cùng lúc: phá vỡ vỏ và đốt cháy các viên sao. Các viên sao bị hất ra ngoài với cùng một lực, theo mọi hướng, và vì chúng được xếp đều quanh tâm quả, chúng tạo thành một quả cầu sáng đang nở rộng.
Độ mạnh của chặng này quyết định bông hoa to hay nhỏ, tròn hay méo. Thuốc tách vỏ yếu thì sao bay ra chậm, bông hoa nhỏ và rủ xuống sớm. Thuốc mạnh hơn thì bông hoa mở rộng, căng tròn. Các nhà làm pháo hoa Nhật Bản coi chặng này là phép thử tay nghề: một quả tốt phải mở ra tròn như được vẽ bằng compa, nhìn từ góc nào cũng thế.
Chặng bốn: sao cháy, đổi màu và tắt
Mỗi viên sao giống một que pháo bông thu nhỏ, cháy từ ngoài vào trong. Màu của nó đến từ các kim loại có trong thành phần: nhiệt độ cao làm các nguyên tử kim loại phát ra ánh sáng có màu riêng, như stronti cho màu đỏ, bari cho màu xanh lục, đồng cho màu xanh lam. Chuyện vì sao mỗi kim loại ra một màu được giải thích kỹ ở bài riêng về màu pháo hoa.
Viên sao có thể được làm thành nhiều lớp. Khi lớp ngoài cháy hết, lớp trong lộ ra và cháy tiếp với màu khác — đó là lý do có những bông hoa đổi từ đỏ sang xanh ngay giữa không trung. Với những quả được làm khéo, mọi viên sao đổi màu cùng một lúc và tắt cùng một lúc, khiến cả bông hoa biến mất gọn gàng như bị ai tắt công tắc.
Có viên sao cháy để lại vệt dài phía sau, có viên chỉ là chấm sáng không đuôi. Có viên phát tia lửa lấp lánh, có viên nhấp nháy, có viên nổ lách tách. Khác biệt ấy tạo ra tên gọi của các kiểu bông pháo như hoa cúc, mẫu đơn, liễu rủ — mỗi kiểu có bài riêng trong danh mục.
Từ châm tay đến bàn điều khiển điện tử
Trong nhiều thế kỷ, pháo hoa được châm bằng tay: người thợ cầm que lửa chạy dọc hàng ống. Cách này chậm, khó căn nhịp và nguy hiểm cho người châm. Ngày nay, các màn pháo hoa lớn gần như đều dùng hệ thống bắn điện tử. Mỗi ống được nối với một bộ đánh lửa điện, và bàn điều khiển — hoặc một chương trình máy tính — gửi lệnh bắn theo kịch bản tính tới từng phần nhỏ của giây.
Bắn bằng điện có ba cái lợi. Người bắn đứng cách xa điểm bắn. Mỗi quả được bắn đúng thời điểm, nên có thể khớp tiếng nổ với từng nhịp nhạc. Và nếu có sự cố, toàn bộ màn bắn có thể dừng ngay. Chuyện thiết kế một màn bắn theo nhạc thuộc về nghệ thuật ghép nhiều quả với nhau, được bàn trong danh mục thiết kế màn pháo hoa.
Khi một quả pháo không đi đủ bốn chặng
Không phải quả nào cũng hoàn hảo. Có ba kiểu trục trặc mà người xem đôi khi nhận ra:
- Quả mở thấp: ngòi trễ cháy nhanh hơn dự tính hoặc quả phóng không đủ cao, bông hoa nở sát nóc nhà hay sát mặt nước. Đây là lý do khu vực bắn luôn có vùng cấm rộng quanh điểm bắn.
- Quả lép: quả bay lên nhưng không mở, hoặc không bay lên. Một quả như thế vẫn còn thuốc bên trong và có thể bắt lửa bất ngờ. Thấy vật lạ nghi là pháo rơi xuống, tuyệt đối không nhặt, không giẫm, không tò mò mở ra; tránh xa và báo cho ban tổ chức hoặc công an xã, phường.
- Quả nổ trong ống: quả mở ngay khi còn ở dưới. Người xem ở xa chỉ thấy một chớp sáng lớn ở mặt đất. Vì khả năng này mà người bắn không được đứng gần dàn ống và ống phóng được chèn chắc trong khung hoặc trong cát.
Hiểu các trục trặc này giúp người xem trân trọng những quy tắc an toàn có vẻ rườm rà: hàng rào cách xa, cấm đứng dưới hướng gió, cấm lại gần bãi bắn sau khi màn diễn kết thúc cho đến khi đội kỹ thuật dọn xong.
Góc nhìn hôm nay: xem một quả pháo bằng con mắt khác
Lần tới xem pháo hoa, có thể thử ba việc nhỏ:
- Nghe tiếng "thụp" ở dưới và tiếng "bùm" ở trên. Khoảng thời gian giữa hai tiếng chính là lúc ngòi trễ đang cháy. Ở gần điểm bắn, hai tiếng cách nhau rõ; ở xa, tiếng "thụp" thường bị lấp.
- Nhìn đường đi lên. Quả có vệt bay lên rõ là quả được thiết kế cho hiệu ứng thân cây, như đuôi cọ. Quả bay lên "tàng hình" rồi bất ngờ bung ra là quả muốn tạo bất ngờ.
- Xem bông hoa tắt. Mọi viên sao cùng tắt một lúc là dấu hiệu của tay nghề cao. Tắt lác đác, kéo dài là quả kém đều hoặc được cố ý thiết kế để rơi rụng từ từ như liễu.
Ai muốn tìm hiểu sâu hơn có thể tìm đọc Fireworks: Art, Science and Technique của Takeo Shimizu — cuốn sách kinh điển về pháo hoa kiểu Nhật — và The Chemistry of Fireworks của Michael S. Russell, cuốn sách phổ biến kiến thức hoá học pháo hoa. Đọc để hiểu khái niệm; phần kỹ thuật là việc của người được đào tạo và cấp phép.
Câu hỏi thường gặp
Pháo hoa bay lên bằng cách nào?
Quả pháo hoa tầm cao được đặt trong một ống phóng trên mặt đất. Thuốc phóng ở đáy ống cháy rất nhanh, tạo khí nóng đẩy quả bay lên như một viên đạn rời nòng. Riêng pháo thăng thiên thì tự bay bằng động cơ gắn trên thân, có que để giữ hướng.
Vì sao pháo hoa nổ đúng trên cao mà không nổ ở dưới?
Nhờ ngòi trễ, một bộ phận bắt lửa lúc phóng và cháy trong lúc quả bay. Khi ngòi trễ cháy hết, nó mới kích thuốc nổ tách vỏ, thường là lúc quả đã gần đỉnh quỹ đạo. Thời gian cháy của ngòi được tính sẵn theo độ cao mong muốn.
"Sao" trong pháo hoa là gì?
Sao là những viên nhỏ bên trong quả pháo, cháy ra màu và ánh sáng khi quả mở. Mỗi bông hoa trên trời là hàng chục tới hàng trăm viên sao đang cháy. Viên sao có thể làm nhiều lớp để đổi màu giữa chừng.
Vì sao bông pháo hoa thường tròn?
Vì quả mở ra ở gần đỉnh quỹ đạo, lúc gần như đứng yên, và các viên sao được xếp đều quanh tâm quả. Khi thuốc tách vỏ đẩy chúng ra cùng một lực theo mọi hướng, chúng tạo thành một quả cầu sáng nở đều.
Ai được phép bắn pháo hoa nổ?
Ở Việt Nam, pháo hoa nổ chỉ do đơn vị được phép tổ chức bắn theo quyết định của cơ quan có thẩm quyền, người bắn phải được đào tạo. Người dân không tự bắn pháo hoa nổ. Muốn biết rõ quy định hiện hành, có thể hỏi công an xã, phường nơi mình sống.
Nhặt được quả pháo chưa nổ thì làm gì?
Không chạm vào, không nhặt, không mở ra xem. Quả pháo lép vẫn có thể bắt lửa bất ngờ. Hãy tránh xa, giữ trẻ em tránh xa và báo cho ban tổ chức hoặc công an xã, phường gần nhất.