Органная труба — это звукоизлучающий элемент органа , который резонирует с определенной высотой , когда через него проходит воздух под давлением (обычно называемый ветром ). Каждая труба настроена на ноту музыкальной гаммы . Набор органных труб одинакового тембра , содержащий полную гамму, известен как ранг ; один или несколько рядов представляют собой остановку .
Органные трубы обычно изготавливаются из металла или дерева . Очень редко можно увидеть стеклянные , фарфоровые , пластиковые , бумажные , папье-маше или даже каменные трубы. Исторический орган на Филиппинах имеет трубы, сделанные исключительно из бамбука .
Металлические трубы обычно изготавливаются из свинца ; для повышения жесткости его легируют оловом , а также небольшими количествами сурьмы и меди . Процент каждого металла в сплаве влияет на характеристики получаемой трубы. Высокое содержание олова приводит к несколько более яркому цвету (оптический цвет, а не тембр). Кроме того, большое количество олова придает блестящую и долговечную полировку, что может быть желательно, если труба хорошо видна. Стоимость каждого металла также имеет значение, поскольку олово дороже свинца. Соображения стоимости также могут привести к использованию цинкового проката низкого качества, особенно для более низких тонов, для которых требуется много материала. Кроме того, трубы изготавливались из многих металлов, включая медь , алюминий , гальваническое золото , серебро , латунь и железо .
Металлические трубы обычно изготавливаются путем отливки желаемого свинцового сплава на длинную плоскую поверхность. Когда металл остывает, его разрезают на куски, которые затем раскатывают в формы вокруг форм, называемых оправками , и спаивают вместе. Таким образом, сечение металлической трубы обычно круглое. Низкая температура плавления, паяемость и ковкость органного металла делают конструкцию труб сравнительно простой.
Корпус деревянной трубки может быть изготовлен как из хвойной древесины (мягкой древесины), так и из твердой древесины, хотя нижняя часть трубы (включающая металлическую ножку (на некоторых трубках), колпачок, блок и горловину) почти всегда изготавливается из твердая древесина, чтобы обеспечить точную кромку устья трубы. С помощью шурупов и клея трубы собираются из деревянных кусков различной формы и размера. В отличие от круглого сечения металлической трубы, сечение деревянной трубы чаще всего бывает квадратным или прямоугольным.
Стеклянные трубки были созданы Ксавером Вильгельми с использованием техники теплого стекла и витража . Три стеклянных ранга Вильгельми существуют в Соединенных Штатах: два в частной коллекции в Западной Вирджинии и один в частной коллекции в Вирджинии. На изображении слева изображен стеклянный орган Вильгельми под американским флагом, который был создан в рамках проекта мемориала Ground Zero после событий 11 сентября 2001 года. [1]
Корпуса органных труб обычно изготавливаются трех форм: цилиндрической, конической или прямоугольной. Цилиндрические трубы представляют собой простые цилиндры , а конические трубы имеют форму сужающегося или расширяющегося конуса . Прямоугольные трубы образуют кубовидную форму с квадратным или прямоугольным поперечным сечением, если смотреть сверху. Есть также некоторые неправильные формы: например, треугольная флейта имеет треугольное поперечное сечение, если смотреть сверху. Кроме того, цилиндрическую или прямоугольную трубу можно сузить : то есть сделать ее внизу шире, чем вверху. Внутренняя форма трубы является основным фактором цвета тона.
Конец трубы, противоположный трости или устью, может быть открытым или закрытым (также называемым заглушенным ). Закрытый дымоход с одинаковым поперечным сечением звучит на октаву ниже, чем аналогичный открытый дымоход той же длины. Кроме того, такая открытая труба создает тон, в котором присутствуют как четные, так и нечетные частичные звуки , в то время как остановленная труба, такая как gedackt , создает тон с частичными числами с нечетными номерами. Тон заглушенной трубки обычно мягче и слаще, чем звук открытой трубки, хотя это во многом остается на усмотрение говорящего.
Некоторые органные трубы также устанавливаются горизонтально в форме трубного рога, чтобы звук распространялся дальше. Эти трубки известны как en chamades . Однако, когда такой командный тон желателен, но невозможно установить эншамаду на корпус, используется трость с капюшоном. Труба этого типа стоит вертикально и имеет изгиб на 90 градусов вверху, что позволяет проецировать звук наружу так же, как это делает эн-шамаде, но ее можно поместить внутрь органа. [2]
Высота звука органной трубы определяется двумя принципиально разными способами. Для язычковой трубы он определяется главным образом механическими свойствами язычка и длиной выступающей части. Для дымоходных труб это определяется формой столба воздуха внутри трубы и тем, открыт ли столб на конце. Для этих труб высота звука является функцией ее длины: длина волны звука, производимого открытой трубой, примерно в два раза превышает ее длину. Труба, длина которой вдвое короче другой, будет звучать на октаву выше. Если самая длинная труба C имеет длину 8 футов (2,4 м), труба на одну октаву выше будет иметь длину 4 фута (1,2 м), а на две октавы выше (средняя C) будет иметь длину 2 фута (0,61 м). Закрытая (заглушенная) труба издает звук на октаву ниже, чем открытая труба. Например, заглушенная труба длиной 4 фута (1,2 м) будет воспроизводить тот же звук, что и открытая труба длиной 8 футов: на две октавы ниже среднего C.
Номенклатура ранга труб основана на размере открытой трубы, которая будет давать один и тот же шаг, независимо от типа или размера реальных труб в этом ранге. Например, ряд открытых трубок, обозначенных как 8 ′ (произносится как «восьмифутовый»), будет иметь трубу для C на две октавы ниже среднего C и иметь длину примерно 8 футов. Говорят, что 8 -минутная остановка звучит с «унисонной высотой»: клавиши на органной консоли производят ожидаемую высоту звука (например, клавиша для среднего C заставляет говорить среднюю трубу C), как на фортепиано. В ряду остановленных труб самая нижняя труба имеет длину 4 фута, но звучит с унисонной высотой, то есть с той же высотой, что и 8-футовая открытая труба, поэтому она известна как 8 -футовая трубка. Герконовые трубы также маркируются так же, как и открытая труба с тем же шагом, независимо от фактической длины трубы.
Звук дымовой трубы производится без движущихся частей, исключительно за счет вибрации воздуха, так же, как магнитофон или свисток . Ветер из «дымохода» или ветрового прохода дует через открытое окно и попадает в острую губу, называемую губой . По принципу Бернулли это создает область более низкого давления чуть ниже окна. Когда вакуум под окном достаточно велик, поток воздуха втягивается под губу. Затем процесс происходит в обратном порядке: над губами образуется область низкого давления, которая снова тянет воздушный поток на другую сторону. Этот «колебающийся» поток воздуха создает волны высокого и низкого давления внутри воздушного столба трубы. Волны высокого и низкого давления образуют единый «цикл» тона трубы. (См. Духовой инструмент .)
Дымоходные трубы обычно принадлежат к одному из трех тональных семейств: флейты , диапазоны (или основные струны ) и струнные . Базовый «основной» (от французского термина « fonds ») звук органа состоит из различных комбинаций этих трех тональных групп, в зависимости от конкретного органа и литературы , на которой играют.
Различные звуки этих тональных семейств труб обусловлены их индивидуальной конструкцией. На тон дымохода влияют размер и форма труб, а также материал, из которого они изготовлены. Труба большого диаметра будет воспроизводить звук флейты, трубка среднего диаметра — тон диапазона, а трубка узкого диаметра — струнного звука. Труба большого диаметра будет способствовать передаче основного тона и ограничивать высокочастотные гармоники, тогда как труба более узкого диаметра будет способствовать передаче высоких гармоник и подавлять основные гармоники. Наука об измерении и выборе диаметра труб называется масштабированием труб , а полученные измерения называются масштабом трубы .
Звук тростниковой трубы издается бьющимся тростью : ветер направляется в сторону изогнутого куска латуни (трости). Частичный вакуум создается воздухом с более высокой скоростью, проходящим под тростью, что заставляет ее прижиматься к твердой поверхности, называемой луком- шалотом . Это отключает вакуум и позволяет трости снова открыться. Настроенный резонатор выступает над этой сборкой и усиливает производимый звук. Принцип тот же, что и у оркестрового кларнета . Высота язычка определяется в первую очередь длиной язычка, но объем воздуха в резонаторе поддерживает эту частоту. Большинство язычковых трубок имеют ползунок для регулировки длины вибрации язычка для его точной настройки. Из-за точности, необходимой при изготовлении вибрирующего язычка, резонаторной трубы и сопутствующих деталей, язычковые трубы более сложны в изготовлении, чем дымоходные трубы.
Изменяя любой из нескольких параметров (включая форму и объем резонатора, а также толщину и форму язычка), язычковая трубка может создавать самые разнообразные тональные цвета. Это позволяет язычкам имитировать исторические музыкальные инструменты, такие как крумхорн или королевский . Поскольку резонатор частично останавливается/закрывается тростью, преобладают частичные партии/гармоники с нечетными номерами (например, в полых тонах остановок Крамхорна и Кларнета). Если труба резонатора расширяется наружу и становится конической, геометрия позволяет воспроизводить как четные, так и нечетные частичные звуки, что приводит к более полным звукам остановок трубы и гобоя.
Это довольно необычно; см. «Свободные трости» в статье «Тростниковая трубка» .
Диафон – уникальная органная труба. Редко встречаются в церковных и концертных органах, но довольно часто встречаются в театральных органах. Изобретенный Робертом Хоуп-Джонсом около 1900 года, он имеет характеристики как дымоходных, так и тростниковых труб. Труба говорит через резонатор, очень похоже на тростниковую трубку, но вибрацию вызывает подпружиненный поддон , а не трость. Обладая мощным басовым тоном, труба обычно изготавливается из дерева и может звучать при разной силе ветра. Диафон обычно встречается на шагах 16 и 32 дюйма, однако есть несколько примеров диафонов на 8 футов. Два 32-футовых диафона установлены в органе Wanamaker Organ в Филадельфии , а полноразмерный 64-футовый Diaphone-Dulzian установлен в органе Boardwalk Hall Auditorium Organ в Атлантик-Сити .
Трубы Diaphone используются для воспроизведения нижних 12 или 18 нот 16-футового диапазона, а также его нижней 32-футовой октавы на тех немногих театральных органах, которые идут так низко.
Хоуп-Джонс также разработала имитирующую версию диафона, названную диафоническим рогом , которая имела больше сходства с тростью, чем диафон, и озвучивалась при более низком давлении ветра. Wurlitzer построил версию диафонического рупора для своих театральных органов на высоте 32 и 16 футов с огромными деревянными резонаторами в качестве расширения диафонического диапазона и на высоте 16 футов с металлическими резонаторами в качестве расширения меньшего открытого диапазона. Компания Austin Organ Company также разработала металлический диафон с шагом 16 футов, известный как Магнатон. Из-за своего проникающего тона рупор диафонного типа также использовался в туманных горнах и пожарных сигналах.