ТРОСТЬ К ФАГОТУ

Полезная модель относится к деревянным духовым музыкальным инструментам, а именно к конструированию и изготовлению трости для фагота.
Трость духового музыкального инструмента является его составляющей частью, в которой происходит процесс звукообразования и синхронизации импульсов колебания пластинок трости с колебанием воздушного столба, заключенного в инструменте. Тембр зависит от формы колебаний звука и определяется числом и интенсивностью гармоник (обертонов). Чем звук богаче обертонами, тем полнее, «сочнее» и выразительнее его тембр. Поэтому форма трости, размеры и материал, из которого изготовлена трость, имеют важное значение для звучания инструмента и широты его динамического диапазона, так как физические свойства материала влияют на акустические параметры трости (качество звука, стабильность частоты колебаний и интонацию, амплитуду достигаемых колебаний, филирование).
Материалом, широко применяемым для изготовления тростей для фагота и контрафагота, служит тростник семейства бамбуковых «Phragmites communis Daemonorops» или «Arundo donax», который растет в ограниченных местах, например, в южных районах Таджикистана и Туркменистана, Азербайджана, на севере Африки, в Калифорнии, Китае (см. статью Попов В. Фаготистам о тростях // Музыкальные инструменты. - Зима 2005, с.12). Лучшие сорта тростника растут на южном побережье Франции, Италии, на средиземноморском побережье Ливана, Израиля и Алжира, где имеются плантации по выращиванию тростника и природные климатические отличные условия. Особенно это относится к Алжиру, где сочетание горячего сухого воздуха пустыни Сахара и наличие морского климата создают прекрасные условия созревания и получения тростника, некогда именуемого «французский» (см. Тополь А. Изготовление тростей для фагота / Методические рекомендации. - Ленинград, 1990, с.2) (Интернет-сайт, режим доступа: http://madetik.narod.ru/library/File0001). Отличительные особенности климата и отсутствие культуры возделывания не позволяют культивировать тростник, пригодный для изготовления тростей к деревянным духовым музыкальным инструментам, в России. Кроме того, отсутствие объективных данных, показывающих влияние физических свойств тростника на качество звука, не позволяет системно осуществлять первичный отбор его даже из одной и той же партии для изготовления качественной трости, имеющей необходимые потребительские свойства (см. статью Голубев Д. Камыш
- это большая тайна // Музыкальные инструменты. - Весна 2006, с.27, а также статью Голубев Д. Хороший камыш - хорошая трость // Музыкальные инструменты. - Лето 2006, с.19). До сих пор не найден заменитель тростника, который кроме долговечности обеспечивал бы такое же качество звучания, какое дает тростник (см. Пушечников И.Ф. Искусство игры на гобое. - СПб: Композитор, 2005, с.61). Универсальной трости для игры на фаготе сделать не удалось, как впрочем, и двух одинаковых тростей (см. статью Попов В. Фаготистам о тростях // Музыкальные инструменты. - Зима 2005, с.12). Поэтому поиск широко распространенных и дешевых материалов с требуемыми физическими свойствами для изготовления тростей к деревянным духовым музыкальным инструментам, например, фаготу, обладающих необходимыми акустическими свойствами, является в настоящее время актуальным.
Известны трости для фагота, содержащие две выпуклые пластинки, состоящие из лопатки (игровой части) и шейки (цилиндрической части), скрепленные друг с другом тремя проволочными кольцами в начале, середине и конце цилиндрической части, и дополнительно закрепленные в середине и конце цилиндрической части обмоткой из нити (например, хлопчатобумажных ниток №10) и нитроцеллюлозного клея (АГО), при этом в качестве материала для пластинок используют тростник (см. Тополь А. Изготовление тростей для фагота / Методические рекомендации. - Ленинград, 1990, с.5, рис.10 (Интернет-сайт, режим доступа: http://madetik.narod.ru/library/File0001), статью Christian Davidsson «Reed Adjusting», 1996 (Интернет-сайт, режим доступа: http://www.canit.se/~chrisdav/reedadj.html), а также статью Попов В. Фаготистам о тростях // Музыкальные инструменты. - Зима 2005, с.14).
Недостатком известных тростей с пластинками из тростника является то, что они имеют заниженные потребительские свойства, так как не позволяют при игре на них достичь тончайшей филировки звука от фортиссимо до пианиссимо, особенно в нижнем регистре фагота. Кроме того, обмотка из нити, не обладая достаточной жесткостью, ограничивает частоту колебаний пластинок из тростника, вследствие чего спектр тембра звука фагота характеризуется малым числом гармоник низких и высших номеров, особенно при звучании в высоком и нижнем регистрах. Это обусловливает динамическую неровность звукоряда и ухудшает тембровые характеристики звуков фагота, что также снижает потребительские свойства трости.
Известна также трость к фаготу, содержащая две выпуклые пластинки идентичной формы, соединенные вместе вдоль их продольных краев таким образом, что вогнутая поверхность одной пластинки находится напротив вогнутой поверхности другой пластинки, имеющие лопатку и цилиндрическую часть, при этом пластинки в начале
цилиндрической части скреплены между собой тремя проволочными кольцами, а на середине и конце цилиндрической части выполнена обмотка из ниток. Передняя часть каждой пластинки имеет набор каналов, расположенных как на вогнутой поверхности, так и на выпуклой поверхности. При этом нижние точки первого набора каналов и нижние точки второго набора каналов расположены на одинаковом расстоянии от центра тяжести поперечного сечения передней части пластинок, причем вышеупомянутое расстояние убывает эллиптически, как функция ширины от осевой линии до внешних краев вышеупомянутого поперечного сечения. В качестве материала для изготовления трости использован пластик Ryton R4 (полифениловый сульфид со структурой из 40% стекловолокна) (изготовитель корпорация Phillips) (см. патент США на изобретение №4014241, G10D 9/02, опубл. 29.03.1977 г., фиг.18-20).
Недостатком тростей, изготовленных из искусственного материала, является то, что они имеют также заниженное качество звука в процессе игры на духовых инструментах, что ограничивает их потребительские свойства.
Известна трость к фаготу, содержащая две выпуклые пластинки, закрепленные на металлическом штифте посредством кольцевого витка, при этом в качестве материала для пластинок использован тростник, а кольцевой виток выполнен из проволоки (см. статью Неклюдов Ю. О конструктивных усовершенствованиях фагота / В сб. Методика обучения игре на духовых инструментах. - Вып.2. - М.: Музыка, 1966, с.232-235).
Недостатком известной трости является сложность изготовления металлического штифта, а также необходимость подбора внутреннего диаметра штифта для каждого «эса» инструмента, так как при уменьшении внутреннего диаметра штифта повышается строй инструмента и, наоборот. Это снижает потребительские свойства известной трости.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предложенному техническому решению является известная трость к фаготу, содержащая две выпуклые пластинки, соединенные вместе вдоль их продольных краев таким образом, что вогнутая поверхность одной пластинки находится напротив вогнутой поверхности другой пластинки, имеющие лопатку и цилиндрическую часть, при этом пластинки жестко соединены между собой крепежным элементом в виде трех спиралей из проволоки и обмотки из хлопчатобумажных ниток, первая спираль расположена в месте перехода цилиндрической части в лопатку, вторая спираль - в середине цилиндрической части, третья спираль - в конце цилиндрической части. Обмотка расположена на наружной поверхности цилиндрической части над второй и третьей спиралями, с
намоткой хлопчатобумажных ниток «внавал» с увеличением толщины намотки в конце цилиндрической части. В качестве материала для пластинок использован тростник, а спирали имеют одинаковую длину в виде двух диаметров проволоки и размещены на расстоянии друг от друга (см. Терехин Р.П. Школа игры на фаготе. - М.: Государственное музыкальное издательство, 1954, Приложение: Костлан И. Руководство по изготовлению тростей для фагота, с.17-21, рис.18).
Однако при игре на известных тростях также не достигается тончайшей филировки звука от фортиссимо до пианиссимо, особенно в нижнем регистре фагота, что ухудшает потребительские свойства трости.
Задачей настоящей полезной модели является создание трости к фаготу, имеющей улучшенные потребительские свойства.
Техническим результатом, достигаемым при решении поставленной задачи, является улучшение качества звучания за счет увеличения в тембре звука инструмента числа частичных тонов и повышения силы их звучания, особенно в нижнем и высоком регистрах.
3
Указанный технический результат достигается тем, что в трости к фаготу, содержащей две выпуклые пластинки, соединенные вместе вдоль их продольных краев таким образом, что вогнутая поверхность одной пластинки находится напротив вогнутой поверхности другой пластинки, имеющие лопатку и цилиндрическую часть, при этом пластинки жестко соединены крепежным элементом, согласно полезной модели, в качестве материала пластинок использовано натуральное дерево лиственных пород с плотностью от 540 до 1000 кг/м при нормированной влажности 12%, а крепежный элемент выполнен в виде двух спиралей из проволоки, при этом первая спираль расположена в месте перехода цилиндрической части в лопатку, а вторая спираль имеет длину, по крайней мере, в четыре раза больше длины первой спирали и охватывает наружную поверхность цилиндрической части, причем расстояние между спиралями, по крайней мере, равно полуторакратной длине первой спирали, а шаг навивки спиралей, по крайней мере, равен диаметру проволоки.
Целесообразно в качестве натурального дерева лиственных пород использовать грушу, или сливу, или дуб, или каштан, или татарский клен, или абрикос, или яблоню, или вишню, или березу.
В качестве материала проволоки для первой спирали целесообразно использовать латунь диаметром 0,7-0,8 мм, а для второй спирали - медь диаметром 0,5-0,8 мм.
Известно, что древесина ствола в растущем дереве выполняет три основные функции: проводящую, механическую и запасающую. Поэтому в древесине лиственных
3
и хвойных пород можно обнаружить анатомические элементы, выполняющие перечисленные функции. Древесина хвойных пород (сосна, лиственница, ель, пихта, кедр, можжевельник, тисе и другие) имеет довольно простое и однообразное строение. В структуре древесины представлен ограниченный набор анатомических элементов в виде двух взаимопроникающих систем клеток, вдоль и поперек оси ствола. В древесине лиственных пород (кольцесосудистых (дуб, ясень, каштан, феллодендрон, фисташка и другие); рассеянно-сосудистых (береза, осина обыкновенная, бук, липа, ольха, тополь, граб, клен, ива, орех, платан, груша, самшит, парротия (железное дерево), рябина, лещина (орешник) и другие), отличающихся от хвойных более сложным строением, на каждую функцию приходится по два, а иногда и более анатомических элемента. При этом проводящую функцию в древесине лиственных пород выполняют сосуды. Сосуды представляют собой вертикальные трубки, составленные из члеников тонкостенных широкополостных клеток. Сосуды в стволе отклоняются от вертикали в тангенциальном и отчасти в радиальном направлениях. Благодаря концевым и промежуточным контактам сосудов создается единая разветвленная водопроводящая система (см., например, Боровиков A.M., Уголев Б.Н. Справочник по древесине. - М.: Лесная промышленность, 1989, с.31-43, 86-97). Увеличение содержания воды в древесине ведет к увеличению плотности древесины. Поэтому для возможности сравнения показателей плотности принято определять их при стандартной влажности 12%. Плотность древесины при нормализованной (стандартной) влажности равна отношению массы образца при влажности, равной 12%, к его объему при той же влажности (см., например. Боровиков A.M., Уголев Б.Н. Справочник по древесине. - М.: Лесная промышленность, 1989, с.137-141, а также ГОСТ 16483.1-84. Древесина. Методы определения плотности. - М.: Издательство стандартов, 1984). Рекомендуемые справочные данные средних показателей плотности некоторых пород древесины при влажности 12% приведены в таблице 4.1 (см. Боровиков A.M., Уголев Б.Н. Справочник по древесине. - М.: Лесная промышленность, 1989, с.238-243). Хвойные породы относятся к древесине малой плотности (540 кг/м и ниже). Лиственные (твердые) породы древесины более долговечны. Плотность определяется количеством древесинного вещества в единице объема, т.е. плотность древесинного вещества это масса единицы объема материала, образующего клеточные стенки. Плотность зависит от пористости древесины и наличия в ней пустот. Древесина с высокой плотностью является прочной и хорошо обрабатывается. Плотность тесно связана с большинством физических и механических свойств и является основным показателем качественных характеристик древесины. Важнейшим достоинством плотности как показателя качества древесины является ее универсальность, так
как пределы прочности древесины с увеличением ее плотности также возрастают. Плотность оказывает влияние на многие другие физические свойства древесины и ее биостойкость.
3
3
Экспериментально установлено, что плотность древесных пород может являться критерием первичного отбора материала для изготовления тростей для деревянных духовых музыкальных инструментов, например, фагота. Так, например, при использовании в качестве материала пластинок натурального дерева лиственных пород с плотностью ниже 540 кг/м при игре на фаготе зачастую получается «рыхлый» звук, нет твердой атаки, трости интонационно занижают (известно, что камыш имеет плотность 510-530 кг/м).
3
При использовании в качестве материала пластинок натурального дерева лиственных пород с плотностью выше 1000 кг/м при игре на фаготе зачастую получается резкий пронзительный звук, трости интонационно завышают.
3
Таким образом, плотность представляет собой один из основных показателей, характеризующих качество древесины как сырья для изготовления тростей. Плотности некоторых пород древесины при 12% влажности следующие, кг/м: вишня - 580, каштан - 620, береза - 685, татарский клен - 690, яблоня - 700, дуб - 700, груша - 710, абрикос - 770, слива - 800, акация - 800 (см., например. Боровиков A.M., Уголев Б.Н. Справочник по древесине. - М.: Лесная промышленность, 1989, табл.4.1 и 4.2).
Поэтому наиболее целесообразно для улучшения потребительских свойств при изготовлении тростей использовать натуральное дерево лиственных пород, так как при этом трость будет дольше сохранять свои форму и физические свойства как при воздействии на нее влаги (например, слюны исполнителя) в процессе пользования, так и при ее высыхании после окончания пользования.
Выполнение крепежного элемента в виде двух спиралей из проволоки с длинной второй спирали, по крайней мере, в четыре раза больше длины первой спирали, и расположением второй спирали на наружной поверхности цилиндрической части трости, с расстоянием между спиралями, по крайней мере, равным полуторакратной длине первой спирали, и шагом навивки спиралей, по крайней мере, равным диаметру проволоки, не происходит поглощения звука, как у прототипа при наличии обмотки в виде хлопчатобумажной нитки, а также увеличивается прочность трости и более продолжительное время сохраняется цилиндрическая форма в той части трости, которая надевается на «эс» (изогнутую металлическую трубку) фагота. Кроме того, расширяются динамические и выразительные возможности фагота, достигается филировка звука и разнообразие
его тембральных окрасок. Это повышает потребительские свойства трости к фаготу.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показана трость к фаготу, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1 (по направлению движения воздушной струи).
Позиции на чертежах обозначают следующее: 1 и 2 - выпуклые пластинки из натурального дерева лиственных пород; 3 - первая спираль из металлической проволоки; 4 - вторая спираль из металлической проволоки.
3
Трость к фаготу содержит две выпуклые пластинки 1 и 2 идентичной формы, соединенные вместе вдоль их продольных краев таким образом, что вогнутая поверхность пластинки 1 находится напротив вогнутой поверхности пластинки 2, имеющие широкую часть - лопатку и цилиндрическую часть. Пластинки 1 и 2 жестко соединены между собой крепежным элементом (фиг.1-3). В качестве материала пластинок 1 и 2 используется натуральное дерево лиственных пород с плотностью от 540 до 1000 кг/мпри нормированной влажности 12%. В качестве натурального дерева лиственных пород предпочтительно использовать грушу, или сливу, или дуб, или каштан, или татарский клен, или абрикос, или яблоню, или вишню, или березу.
Крепежный элемент выполнен в виде двух спиралей 3 и 4 из проволоки. Первая спираль 3 расположена в месте перехода цилиндрической части в лопатку, вторая спираль 4 имеет длину, по крайней мере, в четыре раза больше длины первой спирали 3 и охватывает наружную поверхность цилиндрической части. Расстояние между спиралями 3 и 4, по крайней мере, равно полуторакратной длине первой спирали 3. Шаг навивки спиралей 3 и 4, по крайней мере, равен диаметру проволоки, предпочтительно намотка «виток к витку» (фиг.1 и 3). Экспериментально установлено, что в качестве материала проволоки для спирали 3 предпочтительно использовать латунь диаметром 0,7-0,8 мм, а в качестве материала проволоки для спирали 4 использовать медь диаметром от 0,5 до 0,8 мм.
Особенностями изготовления предложенной трости к фаготу, по сравнению с прототипом, являются следующие: первичная просушка материала не обязательна, можно делать заготовку сразу после среза отобранного исходного материала (например, древесины и сердцевины ветки, или саженца со стандартным диаметром 20-25 мм), толщина пластины для трости из натурального дерева лиственных пород увеличивается на 0,2-0,3 мм, крепежный элемент выполнен только из металлической проволоки в виде двух спиралей, при этом намотка спиралей выполнена «виток к витку».
Трость к фаготу используется следующим образом.
Для исполнения на духовом музыкальном инструменте фаготе трость насаживается на «эс» (изогнутую металлическую трубку), который вставляется в крыло фагота. В состоянии покоя пластинки 1 и 2 свободными концами (со стороны лопатки трости) прилегают одна к другой (фиг.1 и 2), находятся в начальной фазе смыкания и образуют наименьшую величину звуковой щели (фиг.2) для прохода воздуха. Под действием струи выдыхаемого исполнителем воздуха пластинки 1 и 2 разъединяются, дают возможность пройти воздушной струе и возвращаются в положение смыкания в результате сил, рожденных от их деформации и за счет собственной эластичности, т.е. свойств материала, из которого они изготовлены. Далее колебания продолжаются автоматически силами упругости и давлением воздуха. Воздушная струя от амбушюра исполнителя поступает через звуковую щель во внутреннюю полость трости, а затем в «эс» и канал корпуса фагота (на чертежах не показано). Столб воздуха, заключенный в канале инструмента, постепенно приходит в движение. При этом возбуждаются высокие гармоники (обертоны), а также шумовые элементы и нарастает энергия звука. В результате подачи воздуха и колебания пластинок трости в канале инструмента возникают переменные сгущения и разрежения воздуха, рождающие звуковую волну. Колебания пластинок 1 и 2 обусловлены не только упругостью материала, из которого они изготовлены, а также зависят от вида соединения (скрепления) их между собой. Крепежный элемент, выполненный в виде двух спиралей из металлической проволоки с намоткой типа «виток к витку», усиливает колебания пластинок 1 и 2. При этом расширяется динамический диапазон инструмента, облегчается звукоизвлечение в нижнем и высоком регистрах и достигается устойчивость интонации по всему диапазону инструмента.
Использование предложенных тростей к деревянному духовому музыкальному инструменту фаготу при сольном концертном исполнительстве, в симфонических и камерных оркестрах, а также в учебном процессе студентами консерваторий и учащимися музыкальных училищ и школ, расширяет выразительные и технические возможности инструмента, улучшает художественную сторону исполнительского процесса. Трость влияет на извлечение и качество звука в разных регистрах, а именно: улучшает тембральную окраску фагота, интонацию, легато в трудных переходах и расширяет динамические возможности инструмента. Предлагаемые трости позволяют обеспечить тончайшую филировку звука при многогранности его тембральных красок. Кроме того, использование полезной модели облегчает музыкантам различной квалификации, например, фаготистам, гобоистам, а также кларнетистам, осуществить системный отбор материалов для изготовления тростей к деревянным духовым музыкальным инструментам, содержащих либо две, скрепленные друг с другом пластинки (фагот, гобой), либо одну пластинку (кларнет).