И.АЛДОШИНА, Р.ПРИТТС. МУЗЫКАЛЬНАЯ АКУСТИКА
(фрагмент книги)
Глава 4. Акустика музыкальных инструментов
4.3.3. Струнные ударные (клавишные) инструменты. Фортепиано
Фортепиано — это струнный ударный инструмент с применением сложного клавишно-молоточкового механизма для возбуждения струн. Таким образом, фортепиано, с одной стороны, принадлежит к группе струнных инструментов (по типу вибратора), с другой стороны, к группе ударных инструментов (по способу генерации колебаний); кроме того, его относят к группе клавишных инструментов наряду с органом.
Историю фортепиано можно отсчитывать со времени изобретения первых струнных инструментов, которые были известны в Китае за несколько тысяч лет до нашей эры. Во времена Пифагора (VI век до н. э.) широко использовался инструмент монохорд, на котором изменение высоты тона струны достигалось с помощью подвижной опоры. Позднее появился геликон, снабженный деревянной коробкой и большим количеством струн.
Идея объединения струнных инструментов с клавиатурой, появившейся впервые на органах во II веке до нашей эры, была реализована в конце XIV века при создании клавикорда. В нем по струне ударяли металлические рычажки (тангенты), закрепленные в конце клавиши. На каждую струну было несколько клавиш, ударяющих ее в разных местах, в зависимости от требуемой высоты тона. У клавикордов уже использовалась независимая дека-доска на дне корпуса, а также металлические струны и демпфирующий механизм. В 1725 году был создан «свободный клавикорд» (органный мастер Д. Фабер), в котором на каждую клавишу приходилось по отдельной струне, что улучшило исполнительские возможности инструмента. Несмотря на широкое распространение инструмента к концу XVII — началу XVIII века, звучание его оставалось тихим и динамический диапазон был небольшой.
Следующим предшественником фортепиано можно считать клавесин, первые удачные образцы которого были изготовлены в Италии в начале XVI века после многолетних экспериментов. Струны клавесина имели разную длину и были натянуты над декой, заключенный в деревянный ящик. Возбуждение струн производилось щипком при помощи плектров из вороньих перьев, приводимых в действие прыгунками, укрепленными на конце клавиши. В нем уже использовалась педаль, что позволяло расширить возможности получения различных тембровых оттенков. Клавесин до сих пор используется в концертной практике и имеет много модификаций и названий (клавичембало, арпсихорд, кильфлюгель и др.). Хотя клавесин звучал громче клавикорда, но звук был монотонным и плохо управляемым по громкости.
Идея создания нового клавишного инструмента, в котором по струнам ударяли бы специальные молоточки, принадлежала мастеру клавесинов Бартоломео Кристофори. Он в 1709 году построил в Италии первый струнный ударный клавишный инструмент, который назвал «рiапо-fortе», что подчеркивало возможности получения большого динамического диапазона инструмента. В нем использовался деревянный молоточек, который с помощью специального механизма разгонялся до удара по струне, а затем возвращался обратно. С каждой клавишей был связан демпфер, заглушающий струну после отвода молоточка. До 1720 года Б. Кристофори занимался усовершенствованием этого механизма, а в 1726 году продемонстрировал сдвигание клавиатуры в сторону с помощью специальных рукояток (прототип левой педали).
Изобретение Б. Кристофори начали использовать такие мастера, как Г. Зильберман, И. Цумпе и А. Штейн, которые внесли ряд усовершенствований в конструкцию и организовали производство таких инструментов в Германии, Англии и других странах. Полтора столетия спустя был сделан ряд изменений в конструкции фортепиано: на молоточках стал вместо кожи использоваться войлок; клавиатура увеличилась от четырех до семи с половиной октав; молоточковый механизм был дополнен двойным репетиционным устройством, которое было предложено французским мастером С. Эраром, и т. д.. Стремление повысить громкость привело в XIX веке к применению более тяжелых и сильно натянутых стальных струн, поэтому появилась чугунная рама. При этом струны начали натягивать в двух плоскостях: дискантные (высокие) струны под басовыми по перекрестным направлениям — это ввел в 1830 году американский мастер А. Бабкок. В 1855 г. американец Генри Стейнвей создал большой концертный рояль, в котором использовалась тяжелая металлическая литая рама и натяжение струн достигло 14 т (в современных роялях оно увеличилось до 20 т). Этот рояль служил прототипом для всех последующих моделей, и хотя небольшие изменения продолжают вводиться до сих пор, фундаментальных изменений в конструкции рояля с 1855 года не происходило. За XIX столетие были разработаны различные модификации инструмента: рояли концертные, кабинетные и др. и их уменьшенные модификации с вертикальной конструкцией рамы пианино (они впервые были созданы в середине XIX в. Д. Хокинсом (США) и Р. Ворнумом (Англия). В настоящее время к наиболее известным фирмам, производящимрояли и пианино, относятся Steinway & Songs (США), Весhsteiп (ФРГ), Ваldwinп (США), Yamaha (Япония) и др. Ежегодно в мире производится около 1 млн. роялей и пианино. Несмотря на развитие электронных инструментов, имитирующих звуки рояля, интерес к его натуральному звучанию не уменьшается.
Конструкция фортепиано показана на рис. 4.3.39 на примере концертного рояля. Она включает в себя: клавишный механизм (1) с клавишами (в данной модели их 88); корпус (2) сложной изогнутой формы; резонансную деку (3), лежащую под струнами и рамой и вклеенную краями в корпус инструмента; на ней находятся массивные бруски изогнутой формы — штеги (За), через которые передается энергия колебаний струн; массивную литую чугунную раму (4), укрепленную на футоре в корпусе инструмента и скрепленную в передней части с массивной многослойной доской из прочного вязкого дерева (бука или клена), называемой вирбель-банком (5). В передней части металлической рамы находятся порожки или особые винты с просверленными головками (аграфы), служащие для ограничения длины звучащих струн. В задней части рамы вбиты стальные колышки («задние штифты»), за которые закрепляются струны ушками или петлями.
Рис.4.3.40. Система струн
Основным источником вибраций служат струны (6), натянутые на массивную раму (рис. 4.3.40). В большом концертном рояле используется 240-250 струн (в малых роялях и пианино 220-230) длиной от примерно 1,5-2 м в басовом регистре до 50 мм в верхнем (дискантном) регистре. Каждой клавише соответствует разное количество струн (группа струн, соответствующая одной клавише, называется хор): первые 8-10 клавиш используют по одной обвитой струне, следующие 5-7 клавиш — по две обвитых струны, следующие 7-10 клавиш — по три обвитых струны, и еще 60-65 клавиш — по три необвитых струны (эти соотношения могут отличаться у разных типов инструментов). Для получения требуемой громкости струны находятся под очень большим натяжением — до 120 кГ; общая сила натяжения всех струн в концертном рояле свыше 20 тонн. |
Кроме того, в фортепиано используются две или три педали (7), назначение которых будет показано ниже.
Процесс звукоизвлечения заключается в следующем: механическая энергия при ударе пальцами исполнителя по клавише (механизм генерации) преобразуется с помощью сложной системы рычагов (клавишного механизма) в движение молоточка, который ударяет по струнам (вибраторам), передавая им эту энергию, что приводит к возбуждению в них колебаний; при этом сам он отлетает назад. Когда пианист освобождает клавишу, клавишный механизм опускает на струну демпфер; при этом колебания струны достаточно быстро затухают. Звук непосредственно от струн слаб и перестает восприниматься слухом на расстоянии 3-5 м от инструмента, поэтому в фортепиано используется дека (резонатор).
Колебания струн через подставки (штеги) передаются деке, в которой также возбуждаются колебания. Поскольку дека имеет относительно большую площадь, излучаемый ею звук обеспечивает достаточно высокий уровень акустической энергии (пропорциональный площади излучения). Таким образом, дека усиливает звук и модифицирует его спектр за счет своих множественных резонан-сов. Простейшая схема передачи энергии в фортепиано показана на рис. 4.3.41. Реальный механизм звукоизвлечения чрезвычайно сложен и служит предметом многочисленных исследований.
Рис.4.3.41.Упрощенная схема механизма звукоизвлечения
Специфическая особенность системы извлечения звука в фортепиано состоит в следующем: перед тем как ударить по струне, молоточек отрывается от разгоняющего механизма и «свободно летит» по инерции последнюю часть пути. Соударение молоточка со струной происходит без непосредственного участия исполнителя: он запускает механизм, но не управляет им после нажатия клавиши (он может управлять силой и скоростью удара только в момент соприкосновения с ней) — поэтому тембр звучания инструмента в очень большой степени зависит от физико-механических параметров молоточков, струн, деки, клавишного механизма и других элементов конструкции.
Рассмотрим вклад в общую систему звукоизвлечения основных элементов фортепиано.
Клавишный механизм, полная структура которого показана на рис. 4.3.42, представляет собой систему рычагов: при нажатии клавиши (14) от струны отводится демпфер (1, 2) и с помощью системы рычагов (13, 12, 5, 8, 7) приводится в действие молоточек (3), который последние 2-3 мм летит в свободном движении, т. к. шпиллер (12) ударяется об ограничитель (11), отсоединяется от репетиционного рычага (5) и выходит из зацепления с барабанчиком (8). Упрощенная модель этой системы показана на рис. 4.3.43.
Рис. 4.3.42. Общий вид клавишного механизма Основное назначение клавишного механизма состоит в трансформации силы, приложенной к клавише F, в скорость молоточка У0 с которой он подлетает к струне. Зависимость скорости подлета молоточка от величины приложенной к клавише силы показана на рис. 4.3.44 [2]. На этом же графике представлено, как при увеличении силы воздействия на клавишу меняется время Т8, которое клавиша проходит до остановки. Пределы его изменения составляют от 12 мс для сильного удара до 140 мс для слабого. В распоряжении исполнителя имеется дополнительная возможность менять значение силы во время нажатия клавиши; при этом время, в течение которого клавиша будет находиться в движении до достижения одной и той же скорости молоточка У0 будет различным. Наращивая силу во время давления на клавишу, можно за более короткое время разогнать молоточек до необходимой скорости. Опытные исполнители используют этот прием для акцентирования какой-либо ноты в аккорде. Таким образом, клавишный механизм можно рассматривать как «интерфейс», т. е. связующее устройство между пианистом и струной, эффективность использования которого в значительной степени зависит от профессионального уровня исполнителя. При ударе по клавише энергия движения руки музыканта передается клавишному механизму, при этом часть энергии расходуется в элементах этого механизма, поэтому КПД, т. е. отношение полезной энергии, переданной молоточку, к энергии, приложенной к клавише от руки исполнителя, меняется примерно от 4% до 17%. Следует отметить, что потеря энергии происходит не только в клавишном механизме. Часть энергии теряется затем на преодоление внутреннего трения в материале струны и деки, на отток энергии в опорах и т. д., поэтому общий коэсрфициент полезного действия, т. е. отношение излученной акустической энергии к затраченной механической энергии, не превышает для фортепиано 0,6-0,8%. |
Эксплуатационные свойства клавишных механизмов фортепиано определяются их статическими и динамическими характеристиками.
Статические характеристики определяются силой статического сопротивления (т. е. усилием, необходимым для полного погружения клавиши): чем она больше, тем сложнее дозировать удар при игре на тихих уровнях. Эта сила зависит от трения в шарнирах, жесткости пружинок, упругости прокладок в клавишном механизме и т. д., у лучших инструментов она составляет 0,5-0,6 Н, у средних — 0,75-0,85 Н.
Под динамическими характеристиками понимается: во-первых, зависимость скорости движения молоточка в момент, предшествующий удару по струне, от силы воздействия на клавишу; во-вторых, максимально возможное число ударов в единицу времени, при котором клавишный механизм одинаково срабатывает. Последнее свойство характеризуется параметром, который называется «репетиция» и определяется как максимально возможное число ударов молоточка по одной и той же струне в секунду. Это свойство определяется скоростью, с которой элементы клавишного механизма возвращаются в исходное состояние, оно зависит от их массы, гибкости, силы удара по клавише и т. д. В промышленных инструментах «репетиция» составляет от 8 до 15 ударов в секунду.
Таким образом, время срабатывания клавишного механизма должно быть очень коротким. Например, в одном из экспериментов было установлено, что при исполнении короткой ноты з1асса1о процесс во времени происходил следующим образом: при общей длительности ноты ~ 100 мс время контакта молоточка со струной составляло -1-2 мс; этому предшествовал подъем демпфера со струны за 15 мс до контакта и освобождение молоточка для свободного полета за 1 мс до касания со струной. После прекращения контакта, во время которого и происходила передача механической энергии от молоточка к струне, молоточек возвращался в исходное состояние. Примерно через 80 мс после контакта демпфер опускался на струну, после чего колебания струны прекращались и механизм был готов к повторению.
Интересно отметить, что между моментом касания молоточка со струной tтс и моментом t k, когда клавиша останавливается, существует неоднозначная связь, которая зависит от общего динамического уровня: при исполнении на уровне тегго mezzo forte (т. е. средней громкости) tтс = t k т. е. молоточек ударяет струну (начинается звучание тона) примерно в тот же момент, когда клавиша доходит до дна и останавливается. При исполнении на очень громких уровнях (ff) клавиша останавливается раньше, чем молоточек ударяет по струне; при тихих уровнях (рр) клавиша отстает от времени удара молоточка. Для контроля этих соотношений должна происходить предварительная регулировка клавишного механизма; обычно изначально устанавливается расстояние между молоточком и струной примерно 45-47 мм.
Следует отметить, что поскольку основные элементы клавишного механизма сделаны из древесины и войлока, то его свойства существенно зависят от изменения влажности и температуры.
Кроме того, при работе клавишного механизма создается некоторый шум; он влияет на тембр инструмента и придает ему особый колорит (что играет определенную роль при идентификации инструмента).
Молоточек является одной из основных действующих частей клавишного механизма. Форма, структура и физические особенности головки молоточка оказывают большое влияние на громкость и тембр получаемого звука.
В современных фортепиано применяются молоточки, деревянная головка которых (керн) обтянута прессованным войлоком высокой степени жесткости (так называемый «молоточковый фильц» — рис. 4.3.45).
Акустические свойства молоточка определяются формой его ударной части, массой и жесткостью молоточковой головки:
— под ударной частью условно понимается область по периметру от центра шириной 10-15 мм в басовом и 3-5 мм в дискантовом регистре инструмента. По мере повышения звука радиус полукруглой части головки (а, следовательно, и ширина ударной части) прогрессивно уменьшается. Из двух возможных конструкций, представленных на рис. 4.3.45, вторая геометрическая форма позволяет получить меньший радиус ударной части при сохранении массы молоточка, а чем меньше радиус ударной части (т. е. чем меньше площадь соприкосновения молоточка со струной), тем острее получается удар по струне и тем более ярким становится звук;
— масса головки молоточков в роялях меняется примерно от 10 г в басовом до 3,8 г в дискантовом регистре. С точки зрения повышения КПД клавишного механизма (следовательно, и увеличения передачи энергии от клавиши к струне) массу молоточка (М ) полезно увеличивать по сравнению с массой остального
механизма (М7), поскольку КПД пропорционален отношению этих масс.
Однако с ростом массы молоточка растет время соприкосновения его со струной; кроме того, увеличиваются силы, действующие на рычаги клавишного механизма, что требует соответствующего увеличения его жесткости, а это в свою очередь влияет
Рис. 4.3.45. Форма молоточков
на скорость молоточка при подлете к струне. Для повышения эффективности необходимо также увеличивать разницу в скорости между подлетом молоточка к струне (У0) и его отлетом (У k, т. к. КПД пропорционален отношению квадратов этих скоростей.
Таким образом, с точки зрения повышения эффективности нужно найти компромисс между двумя противоречивыми требованиями: увеличением массы молоточка по сравнению с массой клавишного механизма и обеспечением его максимальной скорости при подлете к струне. Как показали измерения в концертных роялях, при сильных ударах (f) скорость молоточка У0 достигает 5 м/с (18 км/час). Для обеспечения такой скорости и используются молоточки с указанной выше массой;
— жесткость — важнейший параметр, влияющий на акустические характеристики; малая жесткость молоточка делает звук фортепиано глухим, слабым и бедным высокими обертонами; завышение жесткости делает звук слишком резким, металлическим. Пример изменения спектра для тона С4 с молоточками разных жесткостей показан на рис. 4.3.46. Жесткость молоточка зависит от толщины и плотности войлока, его модуля упругости, коэффициента сжатия, однородности структуры и др., а также формы ударной части. Толщина и объемная плотность войлока на головках молоточков плавно изменяются от басовой части (16-30 мм, 0,4-0,5 г/см3) к дискантовой (4-10 мм, 0,52-0,7 г/см3). Следует отметить также, что жесткость молоточковой головки нелинейна, т. е. деформация сжатия головки не пропорциональна величине приложенной силы. Это имеет большое значение для обеспечения качества звучания фортепиано (подробнее об этом будет сказано дальше).
Процесс соударения молоточка со струной определяется местом удара, скоростью молоточка при подлете к струне, временем соприкосновения, физико-механическими параметрами струны и молоточка и т. д.
Рис. 4.3.46. Спектр звука С4 с молоточками разной жесткости |
Место удара молоточка по струне выбирается в определенной точке ее длины ближе к передней опоре. Выбор места удара варьируется в зависимости от номера хора. По конструктивным соображениям линия удара для всех струн делается прямой, а линии опор струн имеют изогнутую форму ( рис. 4.3.39). Отношение рабочей длины струны L к расстоянию d от точки удара молотка до ближайшей опоры называется «отношением линии удара»: k = L/d.
Выбор расположения места удара определяется требованиями к спектральному составу излучаемого звука. Как было показано выше, спектральный состав импульса, распространяющегося по струне, будет зависеть от места удара таким образом, что при ударе в том месте, где находится узловая точка данной гармоники, она возбуждаться не будет, т. е. при k = n, где n = 1, 2, 3... в спектре будут отсутствовать соответствующие гармоники с номером n . Обычно для басового регистра выбирается k: ~ 7-9. Для среднего регистра (примерно до 60-го хора) линию удара размещают на расстоянии 1/9-1/10 длины рабочей части струны от опоры, т. е. k: ~ 9-10. В крайних дискантных диапазонах место удара выбирается из условия получения струной максимальной энергии колебаний, для чего линия удара приближается как можно ближе к опоре, при этом k ~ 18-24. Еще ближе к опоре сдвигать место удара нельзя, т. к. увеличивается уровень шумового призвука за счет отклика опорных конструкций.
Время удара. Молоточек при подлете к струне освобождается от разгоняющего его механизма, и путь 2-3 мм перед контактом со струной проходит «в свободном полете». Хотя, как считалось ранее, в этот период исполнитель уже никак не может влиять на характер взаимодействия молоточка и струны, исследования последних лет показали [58], что характер изменения скорости и ускорения молоточка при подлете его к струне имеет разный вид в зависимости от способа касания клавиши (молоточек как бы хранит «память» об этом). При жестком ударе отчетливо видны два компонента движения молоточка: медленный с частотой 50 Гц и быстрый с частотой~ 400 Гц. В то же время при мягком способе удара по клавише видна только одна медленная составляющая движения. Эти составляющие соответствуют возбуждению двух разных резонансов молоточка (рис. 4.3.47). Как видно из рисунка, на втором резонансе стержень молоточка изгибается, а головка молоточка приобретает дополнительные движения вдоль струны. Таким образом, некоторое косвенное влияние на процесс взаимодействия молоточка со струной у исполнителя сохраняется.
Рис. 4.3.47. Формы колебаний молоточка на первом и втором резонансах
Изменение формы импульса силы (т. е. зависимости силы от времени), возникающее при воздействии молоточка на струну, не происходит мгновенно, а продолжается некоторое время, в течение которого сила нарастает до максимального значения, а затем постепенно спадает. Форма импульса при таком взаимодействии зависит от упругих параметров молоточка и струны и от места их соударения. Пример зависимости формы импульса силы от места соударения, т. е. величины 1/k, показан на рис. 4.3.48. |
Рис. 4.3.48. Изменение формы импульса силы от величины отношения 1/к
Как видно из него, форма импульса силы имеет сложный несимметричный характер. Это объясняется такими причинами, как нелинейная жесткость молоточка, влияние отраженных волн на струне и др.
Нелинейная жесткость обусловлена тем, что в момент удара по струне войлок верхушки головки молотка сжимается и деформируется, так что фактически по струне ударяет некоторая площадка, длина которой примерно пропорциональна радиусу ударной части головки. Кроме того, деформация происходит и в поперечном направлении, причем войлок частично облегает нижнюю часть окружности струны в виде желобка. Двигаясь по инерции вперед, головка молоточка некоторое время остается в тесном соприкосновении со струной, отклоняя ее из положения равновесия. Связь деформации молоточка х и силы взаимодействия его со струной Р имеет нелинейный характер: F = Е х2, где F — сила взаимодействия, Е — усредненная жесткость молоточка, х — величина сжатия войлока, р — показатель нелинейности, который, как следует из многочисленных экспериментов, изменяется в пределах от 2,2 до 3,5 (для новых молоточков от 1,5 до 2,8). В динамическом режиме эта связь носит гистерезисный характер, т. е. величины Е и р имеют разные значения при сжатии и освобождении слоя войлока. Эта нелинейность влияет на асимметричности импульса силы, что приводит к появлению дополнительных спектральных составляющих и, соответственно, к изменению тембра излучаемого звука. Величина этой нелинейности возрастает с переходом к высоким регистрам, что
Рис. 4.3.49. Зависимость времени соприкосновения от номера клавиши
оказывает дополнительное влияние на характер частотной зависимости времени соприкосновения молоточка и струны. Кроме того, увеличение жесткости струн также приводит к уменьшению длительности их контакта с молоточком при ударе. Экспериментальная зависимость времени соприкосновения молоточка от номера хора (клавиши) для современного рояля показана на рис. 4.3.49.
Принципиально важным свойством процесса взаимодействия молоточка и струны является зависимость времени их соприкосновения не только от частоты, но и от силы удара по клавише (например, при силе удара 2 Н время соприкосновения равно 9,5 мс; при силе ЮН время 4 мс для басовых струн).
Внешние слои войлока более мягкие, поэтому при слабом ударе (при уровнях рр) длительность соприкосновения со струной больше и молоточек действует как низкочастотный фильтр, подавляя высокие обертоны. На громких уровнях (ff) струна соприкасается с более жесткими внутренними слоями молоточка, время соприкосновения становится короче, в спектре сохраняется больше высоких обертонов и звук воспринимается как более яркий.
Увеличение длительности соприкосновения молоточка со струной при изменении силы удара приводит к тому, что яркость звучания, в значительной степени определяемая его спектральным составом, зависит от уровня громкости, на котором исполняется данное музыкальное произведение: при уровне ff звучание будет значительно ярче, чем при исполнении на уровне рр. Поскольку у каждого исполнителя сила удара разная и понимание уровней ff и рр также разное (см. гл. 3), то и тембр одного и того же произведения будет отличаться у разных музыкантов.
Кроме того, уровень громкости при исполнении музыкального произведения очень существенно влияет на качество звукозаписи: если звук записывается микрофоном на громких уровнях ff то в спектре сохраняется большое количество обертонов, т. е. получается более насыщенное, яркое звучание (что сохраняется даже при последующих прослушиваниях на более тихих уровнях); если запись была произведена на тихих уровнях рр, то тембр будет беднее, независимо от того, на каких уровнях будет произведено последующее прослушивание.
Время нарастания силы взаимодействия молоточка и струны также зависит от силы удара (рис. 4.3.50): при слабом ударе сила взаимодействия нарастает сравнительно медленно, при сильном — процесс нарастания более крутой и короткий, что также приводит к изменению тембра звучания от более мягкого к более жесткому.
Взаимодействие молоточка и бегущих волн на струне. По струне в обе стороны от места удара распространяется бегущая волна, которая частично отражается обратно от опоры. При интерференции прямых и обратных волн общая форма колебания струны усложняется. Если молоточек к моменту возврата отраженной волны успевает отойти от струны, то импульс силы имеет гладкий спад. Если к моменту возврата отраженной волны от ближайшей опоры молоточек не успевает отойти от струны, то волна, проходя
Время (одно деление — 0,2 мс)
1 — слабый удар; 2 — сильный удар
Рис. 4.3.50. Зависимость времени нарастания от силы удара
под ним, вновь вступает во взаимодействие с молоточком и появляется новый пик в импульсе силы (рис. 4.3.48). Особенно сильно это взаимодействие проявляется в среднем регистре (30-60-й хоры).
Таким образом, особенности механизмов взаимодействия молоточка и струны в фортепиано приводят к тому, что время их соприкосновения и форма импульса силы, воздействующей на струну, существенно зависят от массы и нелинейной жесткости молоточка, жесткости струны, места соприкосновения и силы удара по клавише. Следовательно, временная структура и спектральный состав излучаемого звука от инструмента в целом также зависят от этих параметров.
Интонировка — специальная операция, которой подвергаются молоточки в готовом инструменте с целью выравнивания резких тембровых переходов между соседними звуками и регистрами (за счет переходов от обвитых к необвитым струнам, от двухструнных к трехструнным хорам, за счет не-однородностей мензуры струн и др.). Это достигается регулировкой жесткости ударной части молоточка: на тех молоточках, которые дают слишком резкие и громкие звуки, производится накалывание войлока специальными интонировочными иглами, что уменьшает его жесткость; при недостаточной яркости звука, наоборот, производится увеличение жесткости за счет подпрессовывания войлока на ударной части с помощью специальных металлических утюжков или сошлифовывания рыхлого поверхностного слоя войлока. Полученные результаты проверяются на слух по качеству (тембру) и ровности силы звука. Интонировка — очень сложная и ответственная операция, которая в значительной степени определяет окончательное качество звучания инструмента.
Процесс старения (износа): с течением времени верхушки головок молотков от бесчисленных ударов по струнам подвергаются поверхностному уплотнению, износу и деформации (на них остаются желобки от струн). Вследствие этого охват нижней части струн постепенно увеличивается, что влечет за собой увеличение времени соприкосновения молоточка со струной и большее демпфирование высших гармоник (тембр становится более глухим и тусклым). Кроме того, поверхностное уплотнение войлока увеличивает слышимость стука в момент удара. Все эти факторы со временем сильно изменяют и ухудшают тембр фортепиано.
По мере увеличения высоты звука, т. е. при переходе в дискантовый регистр, возрастает количество и мощность шумовых призвуков, создаваемых при движении клавишного механизма и молоточка, при взаимодействии струн с опорами и др. Все эти призвуки и шумы фо… Продолжение »