Струна . Упрощённая схема колебательного процесса . 

Необходимо рассматривать струну как теоретическую балку. Наука, изучающая механические процессы в конструкциях, будь то струна в рояле, защемлённый трос с лебёдкой, лонжерон автомобиля, плита (козырёк) над подъездом и т.д, называется "Теоретическая механика". А полный расчёт конструкции - это уже наука «Сопротивление материалов».

С точки зрения Термеха, все конструкции состоят из основных элементов: опора, защемление, балка, ферма, рычаг, приложенная сила, крутящий момент...

Струна, действительно, подходит под определение "балка", она жёстко защемлена с двух сторон (с одной - неподвижная опора, с другой - подвижная) и к ней приложена сила, направленная вдоль балки на растяжение. В результате, при появлении кратковременной динамической нагрузки (силы), приложенной перпендикулярно балке, возникает её колебание. Природа колебаний - это уже из области науки "Акустика" подраздел "Упругие колебания". На формирование колебаний будет влиять длина, толщина, форма сечения, равномерность сечения балки, сила натяжения, место и сила приложения кратковременной нагрузки .

  1. Сердце фортепиано

    Клавишный механизм фортепиано является образцом высокой точности и надежности. Благодаря стараниям многих поколений мастеров, прежде всего из Германии, он был оптимизирован до последней детали и до сих пор остается основой, определяющей качество изготавливаемого инструмента. Взаимодействие множества тысяч мельчайших деталей превращает молоточковый механизм в то, что мы называем "сердцем" инструмента - ударный механизм, безупречная работа которого способна передать все тончайшие оттенки, свойственные манере исполнения музыканта.

    Рычажные элементы, изготавливаемые из твердых пород дерева, способны, благодаря своему особому расположению, передать все малейшие движения клавиш ударным молоточкам. Каждый деревянный элемент изготавливается с высочайшей точностью, некоторые детали требуют максимальной погрешности, не превышающей сотую долю миллиметра. Металлические детали, такие как высокоточные осевые штифты, многочисленные пружины с самыми различными параметрами, разнообразные проволочные элементы и различные типы винтов, являются неотъемлемыми составляющими клавишного механизма.

    Войлочные и кожаные материалы отборных сортов гарантируют бесшумное движение рычажного устройства, обеспечивают передачу энергии удара от молоточков к струнам, используются для глушения вибрирующих струн и т.д.

Физика настройки

Для всякого человека само понятие настройка - неодназначно. Так, что же должен уяснить для себя каждый уважающий, прежде всего свой труд, настройщик?Изначально он должен исполнять весь комплекс процедур, связанный с регулировкой и эксплуатацией узлов и механизмов пианино. Следует отметить, что без данного условия не приходится говорить о качественном звучании инструмента.Для разъяснения и полного, окончательного и незыблемого убеждения Вас в этом, позволю себе произвести некоторый экскурс в физику колебаний.Любая струна представляет собой глухо защемлённую балку с двух сторон. Под воздействием удара молоточка, струна начинает колебаться. Частота её колебаний зависит от многих условий, наиболее значимыми из которых являются:- геометрия струны, то есть площадь её сечения и длина;- сила натяжения струны;Незначительно влияют на частоту:- давление окружающего воздуха (при большем давлении струна несколько повышает частоту колебаний); - геометрия сечения струны (овальные, плоские или дефектные струны, с большими геометрическими искажениями, возникшими в результате брака производства), тоже изменяют частоту своих колебаний, в зависимости от того, с какой стороны производится удар молоточком); - качество заделки струны (верхняя фиксация струны и её нижняя фиксация); - температура окружающей среды (в зависимости от изменений температуры, линейное расширение тела струны и линейное расширение опорной рамы несколько разнится, что не исключает изменения силы натяжения струны). Но все эти факторы настолько незначительны, что во внимание могут не приниматься, так как человеческое ухо не воспринимает таких отклонений, а ведь мы настраиваем пианино для людей, а не атомные часы с точность колебаний в миллиардные доли секунды.Далее. Поскольку все остальные факторы на частоту колебаний струны не влияют, постольку необходимой частоты колебания мы можем достигнуть на конкретной струне только с помощью её натяжения.История знает много способов темперации, однако, со времён Баха, классической темперацией считается ровная и независимая темперация двенадцати полутонов в октаве. Это основа настройки. Все частоты звуков определены, зафиксированы и утверждены соответствующими Международными соглашениями. Все классические камертоны (механические, аналоговые, цифровые) имеют настройку, соответствующую этим соглашениям. Хотя в практике иногда приходится сталкиваться с полубытовым понятием «европейский» строй, «азиатский» строй. «концертный» строй. Сущность различий при этом заключается в некотором (незначительном) «сдвиге» всех частот звукоряда, тем не менее, классическая основа независимой и ровной темперации в пределах одной октавы во всех, так называемых «строях», остаётся всегда незыблемой. Все электронные пианино и другие инструменты имеют такую темперацию, частота колебаний звуков при этом строго определённая и зафиксирована с помощью соответствующей электронной аппаратуры, позволяющей абсолютно, с большой точностью и с минимальными погрешностями, сохранять высоту звука, в зависимости от изменений окружающей среды (температуры, давления и т.п) и других факторов. Причём эта точность намного, в миллионы раз превышает восприимчивость человеческого уха, даже для музыкантов с необычайно развитым и обострённым чувством слуха (с очень тонкой мембраной и соответствующими передаточными биологическими механизмами уха).Ещё чуть-чуть физики. Колебания воздуха от колеблющейся струны воспринимаются мембраной человеческого уха. Эти колебания, через некоторые рычажные механизмы уха передаются на слуховые нервы, с помощью которых частота данных колебаний передаётся к коре головного мозга и человек воспринимает это звук, как изменение некого электрического потенциала особой части коры головного мозга.Всевозможные и широко распространённые мнения о том, при настройке музыкального инструмента существуют некие особые приёмы, которые, очевидно на подсознательном уровне, позволяют настроить инструмент без соблюдения вышеописанной и научно подтверждённой методики, распространяются и поддерживаются не вполне добросовестными настройщиками и, особенно, клиентами, далёкими от понятий элементарных физических и биологических явлений. Цель их одна, для клиента – это создание видимости некой своей особой музыкальной возвышенностью над остальными. Для недобросовестных (а в современных условиях всеобщей нищеты и бесправия этой категории людей, и для вполне добросовестных) настройщиков – «набить себе цену», также прикрываясь особым профессиональным даром.Для абсолютного понятия сущности высоты звукоряда, я умышленно опустил здесь описание физики явлений гармоник и тембров, наличие которых, при звукоизвлечении, неизбежно. Так что, если какой-то клиент, после окончательной настройки фортепьяно, полностью убедившись по показаниям электронного тюнера о абсолютно качественно выстроенном звукоряде, пожелает о некой корректировке в каком-то диапазоне, то, скорее всего, это связано с неким особым восприятием его именно наложенных гармоник. Безусловно, для индивидуального пользователя, можно произвести такую подстройку, при этом, чаще всего, требуют в нижнем диапазоне слегка занизить тон, увеличить-уменьшить в сторону понижения некоторые интервалы среднего и высокого регистра. Но для публичного пользования, или при настройке инструмента для работы с оркестром, незыблемым для настройщика является, повторяюсь, ровная и независимая темперация 12 полутонов октавы, о фиксированной высоте каждого звука я и не упоминаю.Теперь, при широком распространении цифровых тюнеров и камертонов, подтверждение правильности настройки, даже для совсем «зарывающихся» клиентов, для любого настройщика значительно упрощено. Так что советую использовать его обязательно, как и осознанное понятие вышеизложенного материала. Его можно всегда возить с собой, думаю, что опровергнуть его основные и фундаментальные основы никто не сможет.Есть и ещё один пример в пользу физического (а не заумного и глубокомысленного) объяснения основ настройки. В период внедрения цифрового пианино, японцы проводили серию специальных тестов, для оценки созданных принципиально новых инструментов. К тестам допускались профессионалы-исполнители. Статистика этих испытаний следующая: только двое из десяти смогли отличить цифровое пианино от обычного. По мнению специалистов это связано именно с тембральными особенностями звучания и этот недостаток в обозримом будущем, безусловно, будет устранён.

Сделать бесплатный сайт с uCoz