Духовой инструмент — музыкальный инструмент , который производит звук посредством симпатической вибрации воздуха в трубчатом резонаторе в соответствии с вибрацией губ исполнителя. Духовые инструменты также называются лабросонами [1] или лаброфонами , от латинских и греческих элементов, означающих «губа» и «звук».
На создание различных тонов на духовом инструменте влияют несколько факторов . Кулисы , клапаны , крюки (хотя сегодня они используются редко) или ключи используются для изменения длины колебания трубки, тем самым изменяя доступный гармонический ряд , в то время как амбушюр исполнителя , натяжение губ и поток воздуха служат для выбора конкретной гармоники, производимой из доступного ряда.
По мнению большинства ученых (см. органология ), термин «духовой инструмент» следует определять по способу создания звука, как указано выше, а не по тому, сделан ли инструмент из латуни . Таким образом, можно найти духовые инструменты из дерева, такие как альпхорн , корнет , серпент и диджериду , в то время как некоторые деревянные духовые инструменты сделаны из латуни, такие как саксофон .
Современные медные духовые инструменты обычно делятся на два семейства:
Есть еще два семейства, которые, в общем, стали функционально устаревшими для практических целей. Инструменты обоих типов, однако, иногда используются для исполнения инструментов того периода в барочных или классических произведениях. В более современных композициях они иногда используются из-за их интонации или тембральной окраски.
Духовые инструменты также можно охарактеризовать двумя обобщениями о геометрии канала , то есть трубки между мундштуком и расширением трубки в раструб . Эти два обобщения касаются
Хотя все современные клапанные и кулисные медные духовые инструменты состоят частично из конической, а частично из цилиндрической трубки, они подразделяются следующим образом:
Резонансы духового инструмента напоминают гармонический ряд , за исключением самого низкого резонанса, который значительно ниже основной частоты ряда, обертонами которого являются другие резонансы . [2] В зависимости от инструмента и мастерства исполнителя, отсутствующий основной тон ряда все еще может быть сыгран как педальный тон , который в основном полагается на вибрацию на частотах обертонов для создания основного тона. [3] [4] Диаметр канала по отношению к длине определяет, является ли основной тон или первый обертон самым низким парциальным тоном , практически доступным исполнителю с точки зрения играбельности и музыкальности, разделяя духовые инструменты на инструменты с полной трубой и полутрубой. Эти термины происходят от сравнения с органными трубами , которые производят ту же высоту тона, что и основной педальный тон духового инструмента равной длины. [5]
Ни валторны, ни труба не могли воспроизвести первую ноту гармонического ряда... Валторна, дающая C открытой 8-футовой органной трубы, должна была быть 16 футов (5 м) в длину. Половина ее длины была практически бесполезна... было обнаружено, что если калибр трубы был достаточно увеличен пропорционально ее длине, то можно было быть уверенным, что инструмент даст свою основную ноту при всех нормальных обстоятельствах. – Сесил Форсайт, Оркестровка , стр. 86 [6]
Инструменты в этом списке по разным причинам выходят за рамки большей части обсуждения выше, касающегося семейств медных духовых инструментов.
Клапаны используются для изменения длины трубки духового инструмента, позволяя исполнителю достигать нот различных гармонических рядов. Каждое нажатие клапана отводит поток воздуха через дополнительную трубку, индивидуально или в сочетании с другими клапанами. Это удлиняет вибрирующий столб воздуха, тем самым понижая основной тон и связанный с ним гармонический ряд, производимый инструментом. Существуют конструкции, хотя и редкие, в которых это поведение обратное, т. е. нажатие клапана удаляет длину трубки, а не добавляет ее. Одним из современных примеров такого восходящего клапана является тромбон Yamaha YSL-350C, [7] в котором дополнительная трубка клапана обычно задействована для настройки инструмента в B ♭ , а нажатие рычага большого пальца удаляет целый шаг для настройки инструмента в C. Клапаны требуют регулярной смазки .
Основная стандартная схема клапанов, основанная на действии трех клапанов, стала почти универсальной к (самое позднее) 1864 году, о чем свидетельствует метод Арбана , опубликованный в том году. Эффект определенной комбинации клапанов можно увидеть в таблице ниже. Эта таблица верна для основной трехклапанной схемы практически на любом современном клапанном медном инструменте. Наиболее распространенная четырехклапанная схема является надмножеством хорошо зарекомендовавшей себя трехклапанной схемы и отмечена в таблице, несмотря на то, что описание четырехклапанной, а также пятиклапанной систем (последняя используется на тубе) в этой статье неполное.
Поскольку клапаны понижают высоту тона, клапан, который делает высоту тона слишком низкой (плоской), создает интервал шире, чем хотелось бы, в то время как клапан, который играет выше, создает интервал уже, чем хотелось бы. Недостатки интонации духовых инструментов, которые не зависят от настройки или темперированной системы, присущи физике самой популярной конструкции клапана, которая использует небольшое количество клапанов в комбинации, чтобы избежать избыточных и тяжелых длин трубок [8] (это полностью отделено от небольших недостатков между доминирующей равномерной (ровной) темперированной системой западной музыки и справедливой (неравномерной) темперацией самого гармонического ряда). Поскольку каждое удлинение трубки имеет обратно пропорциональное влияние на высоту тона ( Высота тона духовых инструментов ), в то время как восприятие высоты тона является логарифмическим, нет способа для простого, некомпенсированного добавления длины быть правильным в каждой комбинации по сравнению с высотами открытой трубки и других клапанов. [9]
Например, если длина трубки в открытом состоянии равна 100 единицам длины, можно получить следующие погрешности настройки:
Исполнение нот с помощью клапанов (особенно 1-й + 3-й и 1-й + 2-й + 3-й) требует компенсации для соответствующей настройки, либо с помощью контроля губ и дыхания исполнителя, либо с помощью какой-либо механической помощи, либо, в случае с духовыми инструментами, с помощью положения останавливающей руки в раструбе. «T» на тромбоне означает триггер.
Традиционно [10] клапаны понижают высоту тона инструмента путем добавления дополнительных длин трубок на основе правильной настройки :
Объединение клапанов и гармоник инструмента приводит к следующим соотношениям и сравнениям с 12-тоновой равной настройкой и с обычной пятипредельной настройкой в C:
Дополнительная трубка для каждого клапана обычно имеет собственный короткий настроечный слайд для точной настройки клапана, за исключением случаев, когда он слишком короткий, чтобы сделать это осуществимым. Для первого и третьего клапанов это часто предназначено для регулировки во время игры на инструменте, чтобы учесть недостатки в системе клапанов.
В большинстве труб и корнетов компенсация должна быть обеспечена путем выдвижения третьего крона клапана третьим или четвертым пальцем, а первого крона клапана большим пальцем левой руки (см. Trigger or throw ниже). Это используется для понижения высоты тона комбинаций клапанов 1–3 и 1–2–3. На трубе и корнете эти комбинации клапанов соответствуют низкому D, низкому C ♯ , низкому G и низкому F ♯ , поэтому хроматически, чтобы оставаться в строе, нужно использовать этот метод.
В инструментах с четвертым клапаном, таких как тубы, эуфониумы, пикколо-трубы и т. д., этот клапан понижает высоту звука на чистую кварту; это используется для компенсации резкости комбинаций клапанов 1–3 и 1–2–3 (4 заменяет 1–3, 2–4 заменяет 1–2–3). Все три обычных клапана могут использоваться в дополнение к четвертому для увеличения диапазона инструмента вниз на чистую кварту, хотя и с более серьезными проблемами интонации .
Когда четырехклапанные модели без какой-либо компенсации играют в соответствующем регистре, резкость становится настолько сильной, что исполнители должны брать ноту на полтона ниже той, которую они пытаются сыграть. Это исключает ноту на полтона выше их открытого основного тона.
Производители духовых инструментов могут выбрать один или комбинацию из четырех основных подходов для компенсации трудностей настройки, достоинства которых являются предметом споров:
В системе компенсации каждый из первых двух (или трех) клапанов имеет дополнительный набор трубок, отходящих от задней части клапана. Когда третий (или четвертый) клапан нажимается в сочетании с другим, воздух направляется как через обычный набор трубок, так и через дополнительный, так что высота тона понижается на соответствующую величину. Это позволяет компенсирующим инструментам играть с точной интонацией в октаве ниже их открытой второй партитуры, что имеет решающее значение для туб и эуфониумов в большей части их репертуара.
Система компенсации была применена к валторнам для другой цели. Она использовалась для того, чтобы позволить двойной валторне в F и B ♭ облегчить трудности игры в высоком регистре. В отличие от системы, используемой в тубах и эуфониумах, по умолчанию «стороной» валторны является более длинная валторна F, а вторичные длины трубок вступают в игру при нажатии первого, второго или третьего клапанов; нажатие на клапан большого пальца выводит эти вторичные ползуны клапанов и дополнительную длину основной трубки из игры, чтобы получить более короткую валторну B ♭ . Более поздняя «полная двойная» конструкция имеет полностью отдельные трубки секций клапанов для двух сторон и считается лучшей, хотя и довольно тяжелой по весу.
Первоначально компенсированные инструменты имели тенденцию звучать душно и дуть менее свободно из-за того, что воздух дважды возвращался через главные клапаны. В ранних конструкциях это приводило к резким изгибам трубок и другим препятствиям для воздушного потока. Поэтому некоторые производители предпочитали добавлять больше «прямых» клапанов, которые, например, могли быть настроены немного ниже, чем 2-й и 1-й клапаны, и предназначались для использования вместо них в соответствующих комбинациях клапанов. Хотя они уже не используются в эуфониумах в течение десятилетий, многие профессиональные тубы по-прежнему строятся таким образом, причем пять клапанов являются обычными для туб CC и BB ♭ и пять или шесть клапанов для туб F. [ необходима цитата ]
Компенсирующие двойные валторны также могут страдать от заложенности, возникающей из-за того, что воздух дважды проходит через секцию клапана, но поскольку это фактически влияет только на более длинную сторону F, компенсирующая двойная валторна может быть очень полезна для исполнителя на первой или третьей валторне, который реже использует сторону F.
Другим подходом было добавление двух наборов слайдов для разных частей диапазона. Некоторые эуфониумы и тубы были построены таким образом, но сегодня этот подход стал весьма экзотическим для всех инструментов, кроме валторн, где он является нормой, обычно в двойной, иногда даже тройной конфигурации.
Некоторые клапанные медные инструменты оснащены триггерами или бросками , которые вручную удлиняют (или, реже, укорачивают) главный настроечный слайд, клапанный слайд или главную трубку. Эти механизмы изменяют высоту нот, которые естественно диезны в определенном регистре инструмента, или переводят инструмент в другой диапазон игры. Триггеры и броски позволяют быстро настраиваться во время игры.
Триггер используется в двух значениях:
Бросок — это простая металлическая рукоятка для пальца или большого пальца игрока, прикрепленная к затвору клапана. Общий термин «бросок» может описывать U-образный крюк, седло (U-образные рукоятки) или кольцо (кольцевая рукоятка), в котором находится палец или большой палец игрока. Игрок вытягивает палец или большой палец, чтобы удлинить затвор, и убирает палец, чтобы вернуть затвор в исходное положение.
Триггеры или броски иногда находятся на первом клапане. Они приводятся в действие большим пальцем игрока и используются для настройки большого диапазона нот с помощью первого клапана, в частности, написанной игроком верхней линии F, A непосредственно над ней и B ♭ над ней. Другие ноты, которые требуют первого клапана, но не так проблематичны без него, включают первую линию E, F над ней, A над ней и третью линию B ♭ .
Триггеры или броски часто находятся на третьем клапане. Они приводятся в действие четвертым пальцем исполнителя и используются для регулировки нижних D и C ♯ . Трубы обычно используют броски, в то время как корнеты могут иметь бросок или триггер.
Триггеры тромбона в первую очередь, но не исключительно [7], устанавливаются на триггер F, бас- и контрабас-тромбонах [11] для изменения длины трубки, тем самым делая определенные диапазоны и высоты звука более доступными.
Иногда эуфониум имеет триггер на клапанах, отличных от 2 (особенно 3), хотя многие эуфониумы профессионального качества, как и другие духовые инструменты, имеют триггер для основного настроечного кулисного механизма. [12]
Два основных типа клапанных механизмов — это поворотные клапаны и поршневые клапаны . Первые поршневые клапанные инструменты были разработаны сразу после начала 19-го века. Клапан Штёльцеля (изобретенный Генрихом Штёльцелем в 1814 году) был ранней разновидностью. В середине 19-го века венский клапан был улучшенной конструкцией. Однако многие профессиональные музыканты предпочитали поворотные клапаны для более быстрого и надежного действия, пока лучшие конструкции поршневых клапанов не стали массово производиться к концу 19-го века. С первых десятилетий 20-го века поршневые клапаны были наиболее распространены на медных духовых инструментах, за исключением оркестровой валторны и тубы. [13] См. также статью Клапаны медных духовых инструментов .
Поскольку исполнитель на духовом инструменте имеет прямой контроль над первичным вибратором (губами), духовые инструменты используют способность исполнителя выбирать гармонику, на которой вибрирует столб воздуха инструмента. Сделав инструмент примерно в два раза длиннее эквивалентного деревянного духового инструмента и начав со второй гармоники, исполнители могут получить хороший диапазон нот, просто изменяя натяжение губ (см. амбушюр ).
Большинство духовых инструментов оснащены съемным мундштуком . Различные формы, размеры и стили мундштуков могут использоваться для соответствия различным амбушюрам или для более легкого воспроизведения определенных тональных характеристик. Трубы, тромбоны и тубы обычно оснащены чашеобразным мундштуком, в то время как валторны оснащены коническим мундштуком.
Одно интересное различие между духовыми инструментами из дерева и меди заключается в том, что духовые инструменты из дерева ненаправленные. Это означает, что производимый звук распространяется во всех направлениях с примерно одинаковой громкостью. Духовые инструменты, с другой стороны, имеют высокую направленность, при этом большая часть производимого звука распространяется прямо наружу от колокола. Это различие значительно затрудняет точную запись духового инструмента. Это также играет важную роль в некоторых ситуациях исполнения, например, в маршевых оркестрах.
Традиционно инструменты обычно изготавливаются из латуни , полируются и затем покрываются лаком для предотвращения коррозии . Некоторые более качественные и дорогие инструменты используют золотое или серебряное покрытие для предотвращения коррозии.
Альтернативы латуни включают другие сплавы, содержащие значительное количество меди или серебра. Эти сплавы являются биостатичными из-за олигодинамического эффекта и, таким образом, подавляют рост плесени , грибков или бактерий . Медные инструменты, изготовленные из нержавеющей стали или алюминия, имеют хорошее качество звука, но быстро заселяются микроорганизмами и становятся неприятными для игры.
Большинство высококачественных приборов разработаны для предотвращения или уменьшения гальванической коррозии между любой сталью в клапанах и пружинах и латунью трубок. Это может быть конструкция с осушителем, чтобы держать клапаны сухими, жертвенный цинк , сменные сердечники клапанов и пружины, пластиковые изолирующие шайбы или непроводящие или благородные материалы для сердечников клапанов и пружин. Некоторые приборы используют несколько таких функций. [ недостаточно конкретны для проверки ]
Процесс изготовления большого открытого конца (колокола) духового инструмента называется битьем по металлу . При изготовлении колокола, например, трубы, человек выкладывает шаблон и формирует листовой металл в форме колокола, используя шаблоны, станки, ручные инструменты и чертежи. Изготовитель вырезает заготовку колокола, используя ручные или электрические ножницы. Он бьет заготовку по оправке в форме колокола и стыкует шов, используя вырубной инструмент. Шов паяется с помощью горелки и сглаживается с помощью молотка или напильника. Волочильный станок или оправочный пресс, оснащенный расширяемой свинцовой пробкой, используется для формирования и сглаживания колокола и шейки колокола на оправке. Токарный станок используется для вращения головки колокола и формирования бортика на краю головки колокола. Ранее сформированные шейки колокола отжигаются с помощью ручной горелки, чтобы смягчить металл для дальнейшей гибки. Царапины с колокола удаляются с помощью абразивной ткани.
.JPG/1280px-The_Trombone_Show_(color).JPG)
Некоторые специальные инструменты изготавливаются из дерева.
Инструменты, сделанные в основном из пластика, появились в 2010-х годах как более дешевая и прочная альтернатива латуни. [14] [15] Пластиковые инструменты могут быть практически любого цвета. Звук, который производят пластиковые инструменты, отличается от звука из латуни, лака, золота или серебра. [16] Это связано с тем, что пластик гораздо менее плотный или, скорее, содержит меньше материи в данном пространстве по сравнению с вышеупомянутыми, что заставляет вибрации происходить по-другому. Хотя изначально они рассматривались как трюк, эти пластиковые модели обрели все большую популярность в течение последнего десятилетия и теперь рассматриваются как практические инструменты, которые делают путешествия более удобными, а также более дешевым вариантом для начинающих игроков.
Медные духовые инструменты являются одним из основных семейств классических инструментов и используются в различных музыкальных ансамблях .
В состав оркестров входит различное количество духовых инструментов в зависимости от музыкального стиля и эпохи, как правило:
Концертные коллективы обычно имеют большую духовую секцию, чем оркестр, как правило:
Британские духовые оркестры полностью состоят из медных духовых инструментов, в основном с коническим каналом. Типичный состав:
Квинтеты — это распространённые небольшие духовые ансамбли; квинтет обычно состоит из:
В составе больших оркестров и других джазовых коллективов обычно используются духовые инструменты с цилиндрическим каналом.
Мексиканские банды имеют:
Отдельные медные духовые инструменты также часто используются для аккомпанемента другим инструментам или ансамблям, таким как орган или хор .
