Органная труба — это звукопроизводящий элемент органа , который резонирует на определенной высоте , когда через него пропускается сжатый воздух (обычно называемый ветром ). Каждая труба настроена на ноту музыкальной шкалы . Набор органных труб схожего тембра , составляющих полную шкалу, называется рангом ; один или несколько рангов составляют 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 сплавляют с оловом вместе с небольшими количествами сурьмы и меди . Процентное содержание каждого металла в сплаве влияет на характеристики полученной трубы. Высокая доля олова приводит к немного более яркому цвету (оптическому цвету, а не тембру). Кроме того, большое количество олова дает блестящий и долговечный блеск, который может быть желательным, если труба хорошо видна. Стоимость каждого металла также является фактором, так как олово дороже свинца. Соображения стоимости также могут привести к использованию низкокачественного проката цинка , особенно для более низких тонов, которые требуют много материала. Кроме того, трубы изготавливаются из многих металлов, включая медь , алюминий , гальваническое золото , серебро , латунь и железо .
Металлические трубы обычно изготавливаются путем литья желаемого свинцового сплава на длинную плоскую поверхность. После того, как металл остывает, его разрезают на куски, которые затем прокатывают в формы вокруг форм, называемых оправками , и спаивают вместе. Таким образом, поперечное сечение металлической трубы обычно круглое. Низкая температура плавления, паяемость и пластичность металла органа делают конструкцию труб относительно простой.
Корпус деревянной трубки может быть изготовлен из хвойной древесины (мягкой) или твердой древесины, хотя нижняя часть трубки (состоящая из металлического основания (на некоторых трубках), колпачка, блока и устья) почти всегда будет сделана из твердой древесины, чтобы обеспечить точный край для устья трубки. С помощью винтов и клея трубки собираются из деревянных деталей различных форм и размеров. В отличие от круглого поперечного сечения металлической трубы, поперечное сечение деревянной трубы чаще всего квадратное или прямоугольное.
Стеклянные трубы были созданы с использованием техники теплого стекла и витражей Ксавером Вильгельми . Три ряда стеклянных труб Вильгельми существуют в Соединенных Штатах, два в частной коллекции в Западной Вирджинии и один в частной коллекции в Вирджинии. На изображении слева показан стеклянный трубчатый орган Вильгельми в форме американского флага, который был создан как часть Мемориального предложения для Ground Zero после событий 11 сентября 2001 года. [1]
Корпуса органных труб обычно изготавливаются в трех формах: цилиндрической, конической или прямоугольной. Цилиндрические трубы представляют собой простые цилиндры , в то время как конические трубы имеют форму сужающегося или расширяющегося конуса . Прямоугольные трубы образуют кубоидные формы с квадратным или прямоугольным поперечным сечением при взгляде сверху. Существуют также некоторые неправильные формы: например, Flûte triangulaire имеет треугольное сечение при взгляде сверху. Кроме того, цилиндрическая или прямоугольная труба может быть сужающейся : то есть ее можно сделать шире внизу, чем наверху. Внутренняя форма трубы является основным фактором в окраске тона.
Конец трубы напротив язычка или рта может быть как открытым, так и закрытым (также известным как заткнутый ). Закрытая дымовая труба с равномерным поперечным сечением звучит на октаву ниже, чем подобная открытая труба той же длины. Кроме того, такая открытая труба производит тон, в котором присутствуют как четные, так и нечетные обертоны , в то время как заткнутая труба, такая как гедакт , производит тон с нечетными обертонами. Тон заткнутой трубы, как правило, мягче и слаще, чем у открытой трубы, хотя это в значительной степени остается на усмотрение вокалиста.
Некоторые органные трубы также устанавливаются горизонтально в форме трубы, чтобы проецировать звук дальше. Эти трубы известны как en chamades . Однако, когда требуется такой командный тон, но невозможно установить en chamade на корпус, используется закрытая трость. Этот тип трубы стоит вертикально и имеет изгиб на 90 градусов в верхней части, который действует, проецируя звук наружу таким же образом, как en chamade, но может быть помещен внутрь органа. [2]
Высота тона, создаваемая органной трубой, определяется двумя принципиально разными способами. Для язычковой трубы она определяется в основном механическими свойствами язычка и длиной выступающей части. Для дымоходных труб она определяется формой воздушного столба внутри трубы и тем, открыт ли столб на конце. Для этих труб высота тона является функцией ее длины, причем длина волны звука, создаваемого открытой трубой, примерно вдвое больше ее длины. Труба, длина которой вдвое меньше другой, будет звучать на октаву выше . Если самая длинная труба, C, имеет длину 8 футов (2,4 м), то труба, расположенная на 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 издавать тот же звук, что и открытая труба длиной 8 футов: на две октавы ниже средней C.
Номенклатура ранга труб основана на размере открытой трубы, которая будет воспроизводить ту же высоту звука, независимо от типа или размера фактических труб в ранге. Например, ранг открытых труб, обозначенный как 8 ′ (произносится как «восемь футов»), будет иметь трубу для C на две октавы ниже средней C, которая будет иметь длину приблизительно 8 футов. Говорят, что 8 -футовый стоп звучит в «унисонном тоне»: клавиши на пульте органа воспроизводят ожидаемую высоту звука (например, клавиша для средней C заставляет говорить среднюю C трубу), как у фортепиано. В ранге закрытых труб самая нижняя труба имеет длину 4 фута, но звучит в унисонном тоне, то есть в том же тоне, что и открытая труба 8 ′ , поэтому она известна как 8 -футовый стоп. Язычковые трубы также маркируются так же, как и открытая труба с той же высотой звука, независимо от фактической длины трубы.
Звук дымоходной трубы производится без подвижных частей, исключительно за счет вибрации воздуха, таким же образом, как блокфлейта или свисток . Ветер из «дымохода» или ветрового канала направляется над открытым окном и против острого выступа, называемого Labium . По принципу Бернулли это создает область более низкого давления прямо под окном. Когда вакуум под окном достаточно большой, поток воздуха втягивается под выступ Labium. Затем процесс работает в обратном порядке, с областью низкого давления, образующейся над Labium, которая снова втягивает поток воздуха на другую сторону. Этот «порхающий» поток воздуха создает волны высокого и низкого давления в воздушном столбе трубы. Волна высокого и низкого давления образует единый «цикл» тона трубы. (См. Духовой инструмент .)
Дымовые трубы обычно принадлежат к одному из трех тональных семейств: флейты , диапазоны (или основные ) и струнные . Основной «фундамент» (от французского термина fonds ) звука органа состоит из различных комбинаций этих трех тональных групп, в зависимости от конкретного органа и исполняемой литературы .
Различные звуки этих тональных семейств труб возникают из-за их индивидуальной конструкции. На тон дымоходной трубы влияют размер и форма труб, а также материал, из которого она сделана. Труба с широким диаметром будет стремиться производить тон флейты, труба со средним диаметром — диапазонный тон, а труба с узким диаметром — тон струны. Труба с большим диаметром будет благоприятствовать основному тону и ограничивать высокочастотные гармоники, в то время как более узкий диаметр благоприятствует высоким гармоникам и подавляет основные. Наука измерения и принятия решений относительно диаметров труб называется масштабированием труб , а полученные измерения называются масштабом трубы .
Звук язычковой свирели создается ударяющимся язычком : ветер направляется в сторону изогнутого куска латуни (язычка). Частичный вакуум создается более быстрым потоком воздуха под язычком, который заставляет его закрываться на твердой поверхности, называемой шалот . Это отключает вакуум и позволяет язычку снова открыться. Настроенный резонатор выступает над этой сборкой и усиливает производимый звук. Принцип тот же, что и у оркестрового кларнета . Высота тона язычковой свирели определяется в первую очередь длиной язычка, но объем воздуха в резонаторе поддерживает эту частоту. Большинство язычковых свирелей имеют слайдер для регулировки вибрирующей длины язычка для его точной настройки. Из-за точности, требуемой при изготовлении вибрирующего язычка, резонаторной трубы и ее сопутствующих деталей, язычковые свирели сложнее в изготовлении, чем дымовые трубы.
Изменяя любой из нескольких параметров (включая форму и объем резонатора, а также толщину и форму язычка), язычковая трубка может производить широкий спектр тональных оттенков. Это позволяет язычковым упорам имитировать исторические музыкальные инструменты, такие как крумхорн или регал . Поскольку резонатор частично останавливается/закрывается язычком, нечетные обертоны/гармоники являются доминирующими (например, в полых тонах упоров крумхорна и кларнета). Если резонаторная трубка расширяется наружу до конической формы, геометрия позволяет производить как четные, так и нечетные обертоны, что приводит к более полным тонам упоров трубы и гобоя.
Они встречаются довольно редко; см. «Бесплатные тростники» в статье «Тростниковые трубки» .
Диафон — уникальная органная труба. Нечасто встречающаяся в церковных и концертных органах, она довольно распространена в театральных органах. Изобретенная Робертом Хоупом-Джонсом около 1900 года, она имеет характеристики как дымоходных труб, так и язычковых труб. Труба говорит через резонатор, очень похожий на язычковую трубу, но вместо язычка вибрацию вызывает подпружиненный поддон . Обладая мощным басовым тоном, труба обычно изготавливается из дерева и может издавать звуки при различных давлениях ветра. Диафон обычно находится на высоте 16 и 32 фута, однако есть несколько примеров 8-футовых диафонов. В органе Уонамейкера в Филадельфии есть два 32-футовых диафона , а полноразмерный 64-футовый диафон-дулциан установлен в органе Boardwalk Hall Auditorium в Атлантик-Сити .
Диафонные трубы используются для нижних 12 или 18 нот 16-го диапазона, а также для его нижней 32-й октавы на тех немногих театральных органах, которые имеют такой низкий строй.
Hope-Jones также разработала имитационную версию диафона, названную диафоническим рогом , которая имела более тростниковое качество, чем диафон, и издавалась при более низком давлении ветра. Wurlitzer построила версию диафонического рога для своих театральных органов с высотой тона 32' и 16' с огромными деревянными резонаторами в качестве расширения его диафонического диапазона, и с 16' с металлическими резонаторами в качестве расширения его меньшего масштаба открытого диапазона. Austin Organ Company также разработала металлический диафон с высотой тона 16', известный как Magnaton. Благодаря своему проникающему тону, рог диафонного типа также использовался в туманных горнах и пожарных сигналах.