Резонансные технологии в деревянных духовых инструментах.

Расскажи о нас:

Резонансные технологии в деревянных духовых инструментах.

Какой из музыкантов-духовиков не хотел бы иметь в руках такой инструмент, который по-настоящему «пускается во все тяжкие», то есть свободен, легок и быстр в обращении. Что можно сделать, чтобы добиться от духового музыкального инструмента того, чтобы он одинаково хорошо «раскачивался» во всех регистрах, это для многих остается загадкой.

Здесь я хочу немного пролить свет на эту проблему и в последующих абзацах рассказать о своем опыте.

До сегодняшнего дня мне неизвестно существуют ли аналогичные наблюдения на тему резонансов твердого корпуса в производстве деревянных духовых инструментов. В некоторых статьях или иногда и в учебниках, можно найти, пожалуй, короткие примечания на эту тему. Я думаю, что именно этой области практической инструментальной акустики должно отводится гораздо большее значение, чем думают многие коллеги.

Многие эмпирические исследования резонансов твердого корпуса происходят из органостроения, чья вековая традиция до сих пор сохраняется, хотя многие производители органов не могут, руководствуясь физическими законами, точно объяснить, почему для литья органных труб они используют именно этот материал и избегают других. Тем не менее, если почитать и сделать подборку литературы на эту тему (отчасти старинной), то найдется одно или другое вполне понятное объяснение этого феномена.  

Я хотел бы подчеркнуть, что не считаю отображенные здесь высказывания единственно верными. Каждый делает свои эксперименты. Но, по моему мнению, этот самый лучший, и каждый может испробовать его на своем инструменте и сопоставить с тем, что я здесь рассказываю.

Резонансные технологии - это принцип работы при производстве инструментов, который с точки зрения акустического рассмотрения учитывает  характер колебаний самого инструмента , способность совместного колебания («резонирования») его твердых корпуса и всех его частей.

Сюда относятся в широком смысле:

  • (в наибольшей степени) деревянный корпус инструмента
  • Тесно связанные с ним механические части (цилиндры, насадки, короба, кольца и т.д.)
  • а так же накладные части (механизмы, трубочки, рычажки, клавиши, штифты, подушки и т.д.)

Для начала я расскажу о тестировании резонансных свойств подушек на Вашем инструменте. Эти советы предназначены в первую очередь для «пользователей», т.е. для музыкантов, гобоистов, кларнетистов и т.д. 

Две крайности

Есть производители инструментов, которые утверждают,

«Материал и толщина стенок корпуса инструмента неакустичны (т.е. для тембра и звучания деревянного духового инструмента не значимы),

Другие им возражают:

«Не только тип дерева и качество корпуса деревянного духового инструмента являются решающими для тембра и звучания, но так же толщина стенок (масса) и сочетание материалов механизмов.»

Так вот я хочу вмешаться в это разногласие. Я просто утверждаю, что едва ли есть конструктивная деталь в инструменте и вокруг него, которая бы не имела влияния на звук:

- трость

- мундштук и материал, из которого он сделан,

- зажим трости (или лигатура, даже обшивка имеет значение),

- кольца (так же все соединительные и стержневые кольца),

- цилиндры (фагот) (так же свойства их гальванической обшивки), кроме того так же поперечная связь между малым и большим коленом фагота,

- механизмы (стойки, трубки, клавиши и т.д.),

- подставка под большой палец ,

- и, наконец, пальцы самого музыканта!

В этом списке не учтено помещение и его акустические свойства, которые так же воздействуют на инструмент (и трость/мундштук).

То, что все эти моменты взаимодополняются и играют комплексную роль, делает производство музыкальных инструментов еще более увлекательным. И дар интуиции в данном случае является бесценным рабочим инструментом.

Комплексность этого наблюдения поддается структурированию и упорядочиванию, так что в конце можно сделать много конкретных утверждений, которые могут быть полезны музыкантам и производителям инструментов в их поиске лучшего инструмента.

Резонанс 

Об этом основном феномене обмена информацией, об акустике и о музыке кое-что написано в учебниках. Так же в некоторых школах это понятие разъясняется на уроках физики. Здесь я только хотел бы остановиться на различиях между свободным и принудительным  резонансом.

Свободный резонанс играет решающую роль при одинаково настроенных или настроенных в соотношении обертонов эластичных корпусах.

Передача вибраций возможна так же при свободном резонансе путем снижения плотности таких значений, как воздух и вода, так как достаточно минимального количества энергии, чтобы перенести периодически возвращающееся колебание генератора колебаний («генератора») на второй корпус («резонатор»).

Так же изменение разницы частот собственного колебания генератора и резонатора всего на несколько процентов, не дает резонанса. Генератор не может привести резонатор к одновременному колебанию.

И все-таки генератор и резонатор тесно связаны друг с другом, таким образом, что собственное колебание генератора переносится так же и на резонатор. В этом случае некоторая  часть энергии колебания генератора перетекает на резонатор. Как  это влияет в случае с механизмами деревянного духового инструмента, будет разъяснено чуть позже.

 

Подушки деревянных духовых инструментов так же забирают из корпуса инструмента энергию колебаний, как только соприкасаются с ним  (прежде всего на богатых энергией , высоких частотах). 

Это влияние подушек на звучание и тембр известно. Кожаная подушка, только что вобравшая в себя воду, может привести к фатальным последствиям для музыканта  не только за счет возможного кикса, но собственно уже из-за своей потери резонансных качеств.

С другой стороны, есть такие подушки, которые с самого начала не допускают, чтобы инструмент «заглох». Существуют кожаные, непромокаемые кожаные, силиконовые, пластиковые, обернутые пузырем подушки и т.д.

Так какая возможность есть у духовика определить качество и, при необходимости,  текущее состояние своей подушки? Здесь на помощь приходит всем известная папиросная бумага.

 

Тест

Тест работает следующим образом:

- берете листик папиросной бумаги и смотрите , чтобы он был как можно более гладким. Мятая бумага в некоторой степени тоже подойдет. Положите листик между подушкой и тоновым отверстием. В результате вы получаете однозначно другой звук.

Конечно же, Вы можете издавать только те звуки, у которых соответствующий клапан закрыт тестируемой подушкой. Нужно так же обратить внимание на то, чтобы не получилось так, что сгиб находится под подушкой.

Далее, Вы так же должны обратить внимание на то,  что папиросная бумага для этого теста должна быть абсолютно сухой. Итак, лучше предварительно все протереть, продуть отверстия тонов и положить сухую папиросную бумагу! 

Многие сначала не заметят никакой разницы. Это нормально,  и говорит о тончайшем изменении звука и тембра, под которые нужно подстроить свой слух. Кроме того, вполне может показаться, что одна или другая подушка выдает уже хороший или даже лучший результат, чем бумажка. В этом случае: «Cпасибо большое подушке!» (Так как это случается не часто!)

И все же разница с бумагой и без бумаги будет ощутимо заметной, как только Вы снова уберете листок. Если Вы всего несколько мгновений поиграли на инструменте с бумагой, и затронутые тона действительно лучше «колебались», то Ваше тело настолько быстро привыкнет к связанным с этим действием минимальным трудозатратам, что при удалении бумаги, оно будет сразу и часто с недовольством реагировать на ухудшившееся звучание.

 

Детальные указания

 

- подушка должна непременно, в обеих сравниваемых ситуациях, с бумагой и без, плотно закрываться (крыть), иначе Вы не получите должного результата.

- тест явно не удастся, если Вы будете использовать тяжелую или шипящую трость,

- чистые диатонические тона реагируют на плохие подушки более резко, чем «хроматические» тона. Например у кларнета: «d» – ре – это диатонический тон, так как он прямо под клапаном «cis» – до диез, при воспроизведении «d» – «cis» остается закрытым. Следующее за ним открытое отверстие из которого обычно звучит «с» - до. Всегда, когда последовательность отверстий тонов на инструменте идет «открытый-закрытый-открытый» , мы говорим о диатональном тоне.

- при воспроизведении особо резких или же «дребезжащих» звуков, различие  может быть слабо заметным

- если Вы даете тону отзвучать «в никуда», то он быстрее прервется, если резонанс слабый.

- хорошо резонирующие тона звучат лучше на легком и быстром staccato.

- Разумеется, Вы можете проложить одновременно больше клапанов бумагой. И если вы потом уберете все сразу, то возможно отчетливее ощутите имеющуюся разницу.

-Клапана (подушки) позволяют уловить эффекты, влияющие на резонанс тем отчетливее, чем выше они расположены на инструменте. Точные взаимосвязи, какой тон, на какое изменение,  при какой подушке, как реагирует, кажутся поначалу абсолютно необозримыми. Так, к примеру, улучшение резонанса так называемого механизма высокого «е» - ми , у кларнетов системы Элера (Oehler), может привести к тому , что нижние тона понижаются  у «а» - ля и «с» - до. Это удивительно, но обстоит чаще всего именно так!

-Как правило, всегда сначала ощутимо меняется тот тон, который идет следующим после тестируемой подушки.

 - самые важные подушки, которые больше всего влияют на тембр и звучание те, которые находятся в боковых клапанах, клапане переключения регистра, а так же на нижней трети кларнета и вокруг середины гобоя.

-не только влага может разрушить подушку, но так же и сильное механическое нажатие! Думайте об этом, когда Вы собираете Ваш инструмент.

 

Попытка примерной классификации

 

В абсолютно произвольной форме я дал оценку 10 тому эффекту резонанса, который достигается с точки зрения силы звука с помощью папиросной бумаги. Но Вы можете ввести свою систему оценок.

Ниже Вы увидите грубый обзор моей (субъективной) оценки различных подушек.

 

Типы подушек

Оценка резонанса

Кожаные подушки, толщиной 2,4 мм, новые, не обработанные, в новом состоянии

10-11

Кожаные подушки, толщиной 2,8-3,0 мм, новые, не обработанные, в новом состоянии

6-8

Кожаные подушки, влажные и набухшие

2-5

Старые кожаные подушки, обработанные силиконом, ненадолго  дают

8-12

Очень старые кожаные подушки, очень твердые

7-12

Непромокаемые подушки , плотно обтянутые

9-10

Непромокаемые подушки, с отделившейся мембраной

2-5

Подушки из резины, черные

4-6

Силиконово-поролоновые подушки

4-12, в зависимости от их возраста и использования

Кварцевые подушки, белые

9-12, в зависимости от жесткости типа

Кварцевые подушки, красные

9

Пробковые подушки

4-10, в зависимости от качества

Папиросная бумага, лицевая  сторона

10

Папиросная бумага не лицевой стороной

7

 

 

 

Как  объяснить «эффект папиросной бумаги»?

 

Выше уже упоминалось о «принудительном резонансе». Генератор и резонатор механически тесно связаны друг с другом, таким образом, происходит перенос колебания между генератором и резонатором . Влияние этого принудительного переноса колебания сильно зависит от того способа, как эти две части связаны друг с другом. Можно говорить так же о способе «синхронизации». При синхронизации различаются  три пограничных состояния (со всеми мыслимыми промежуточными стадиями):

  • Абсолютная синхронизация, т.е. оба корпуса так крепко связаны друг с другом, что резонатору ничего не остается , как колебаться в той же частоте, что и генератор, независимо от собственной частоты.
  • Частичная синхронизация, т.е. механическая энергия колебания течет от генератора к резонатору, связь между этими частями менее крепкая, так что резонатор сохраняет свою частоту, независимо от частоты генератора.
  • Потеря синхронизации, т.е. между генератором и резонатором находится система, поглощающая колебания (например подушка). Только в случае свободного резонанса достаточное количество энергии колебания течет от генератора к резонатору, чтобы стимулировать его к совместному колебанию. В любом другом случае резонатор остается пассивным и без колебания (значит безмолвным).

 

На основании физического структурного строения (папиросная бумага имеет абсолютно другую плотность и эластичность, нежели деревянный корпус) , она действует как граница раздела фаз. Пробивающиеся из дерева колебания по большей части отражаются, а не абсорбируются. 

Что мы можем делать с этим результатом? 

На этот вопрос не так просто ответить. Для начала Вы просто можете попробовать этот опыт, и  Вы больше узнаете о своем инструменте. На вопрос «оптимальных подушек» при этом, еще долго нельзя будет ответить. Но в любом случае , вы поймете следующее:

- что Ваши кожаные подушки, например, должны защищаться от влаги и нажима,

- что пробковые подушки, по возможности, нужно не слишком прижимать (чтобы поверхность, которая соприкасается с корпусом, была как можно меньше)

- что более жесткие подушки чаще имеют лучший резонанс, чем мягкие

- что некоторые хриплые тона можно усмирить с помощью более резонансной подушки

- что подушки не вечны, и т.д.

 

Как много изготовителей инструментов учитывают эти обстоятельства при производстве, мне известно лишь частично. Названные эффекты под силу распознать в некоторых случаях только опытным музыкантам. И Вы всегда должны  помнить о том, что даже лучшие подушки абсолютно не исключают занятий)

 

 

Мартин Шоттле, статья для журнала „rohrband“ , март 1999

Контакты
Корзина
Каталог