Настройка язычковых инструментов

Частота колебаний язычка в некоторой степени зависит от силы воздушного потока, действующего на язычок. В тех пределах, в которых изменяется давление воздуха в меховой камере инструмента, частоты язычков могут изменяться до 12 центов, точность же настройки, которой достигают квалифицированные мастера,— единицы центов. Поэтому язычковые инструменты настраивают при строго постоянном давлении воздуха, близком к нормальному среднему давлению воздуха в меховой камере инструмента, соответствующему средней громкости звучания.
Минимальная разница в давлении воздуха по обе стороны язычка, при которой в нем могут возбудиться колебания, так называемый порог возбуждения язычка, равен в среднем 4—25 мм вод. ст. и увеличивается от низких нот к высоким.

О порогах возбуждения язычков и показателях стабильности строя

Минимальность порогов возбуждения — один из показателей высоких звуковых качеств язычковых инструментов. Различие порогов возбуждения соседних тонов не должно быть заметно на слух. Слишком высокое давление воздуха на язычок приводит к срыву его колебаний. В хороших инструментах порог срыва колебаний составляет 210—250 мм вод. ст. Настройка при средней величине давления воздуха в камере приводит к тому, что при достижении пороговых значений давлений частота колебаний язычка будет отклоняться от среднего значения на 1 —1,5 Гц. Общая величина изменения частоты язычка при изменении давления воздуха от порога возбуждения до порога срыва колебаний — показатель стабильности строя.

Область темперирования и этапы настройки

Высотное положение области темперирования в язычковом инструменте несколько иное, чем в фортепиано,— обычно это октава ми¹ — ми². Это объясняется тем, что октава ми¹—ми² находится практически посредине диапазона мелодии язычкового инструмента, в ней хорошо прослушиваются биения в настраиваемых квинтах и квартах.

Принципы построения планов настройки такие же, как описанные нами ранее для фортепиано. Общее количество настроек язычкового инструмента меньше, чем у фортепиано.

Различают черновую настройку язычков с точностью примерно 1/2 полутона, предварительную настройку голосовых планок с точностью 1/12 — 1/16 полутона и окончательную настройку голосовых планок уже в корпусе инструмента с точностью 1/32 полутона.

Особенности шлифовки язычков для повышения-понижения их частоты

Устанавливают частоту язычка механической шлифовкой слоя металла в различных местах по длине язычка. В любом случае снятие слоя металла (на предварительной настройке — от 20 до 200 мкм, на окончательной — от 10 до 80 мкм) у свободного конца язычка повышает частоту его собственных колебаний, а снятие слоя металла у закрепленного конца понижает ее.

Частота колебаний любой системы пропорциональна корню квадратному из отношения жесткости системы к ее колеблющейся массе. Поэтому при шлифовке металла язычка частота изменяется в зависимости от того параметра, который больше изменился в результате данной операции.

При шлифовке в любом месте язычка одновременно меняются и его масса, и жесткость. Однако степень этого изменения различна в зависимости от места обработки. Обработка основания язычка уменьшает отношение жесткости к массе, так как изменяет жесткость в большей степени, чем массу. Поэтому при такой обработке частота колебаний язычка уменьшается. Аналогично рассуждая, легко понять, что при обработке вершины язычка частота его собственных колебаний увеличивается.

Инструменты для настройки

Инструмент для настройки язычков несложен. Это шаберы круглого сечения, надфили (с мелкой бархатной насечкой), тонкая стальная пластинка-подголосник (иногда называемая голосником, стройником), поддерживающая язычок при его обработке, крючки для подъема внутренних язычков. Могут понадобиться наковальня, молоток, плоскогубцы, нож и ножницы.

На предварительной настройке, когда снимается достаточно толстый слой металла, применяется абразивный круг, приводимый в движение небольшим электродвигателем с помощью гибкого вала.

В фабричных условиях настройку производят в специальной заглушённой кабине, которая оборудована воздуходувкой — устройством для создания необходимого перепада давлений воздуха по обе стороны язычка (за счет разрежения воздуха). Стол воздуходувки снабжен специальным приспособлением для зажима голосовой планки. Установив голосовую планку, ее сначала возбуждают щипком с помощью подголосника.

Предварительную настройку производят в унисон по контрольным (эталонным) язычкам. При подкладывании подголосника под внутренний язычок надо следить за тем, чтобы язычок не заклинивался и не деформировался.

Поведение язычка после механической обработки,релаксации внутренних напряжений и приклеивания лайки

Высота звучания язычка изменяется в процессе его механической обработки, которая создает в теле язычка напряжения. Их релаксация приводит к последующему изменению жесткости в месте крепления язычка и, как следствие, к изменению высоты звука. При обработке язычок нагревается, и в процессе остывания в нем также изменяются напряжение и высота звука. В результате явлений релаксации звук, издаваемый язычком, повышается довольно быстро после окончания его настройки; для разных язычков это повышение различно.

Приклейка лайки вызывает противоположное изменение частоты — понижение звука. Эта операция в какой-то мере компенсирует завышение звука, вызываемое релаксацией механических напряжений. Точную настройку проводят уже после приклейки лайки. Если настройку язычков производят по слуху, то пользуются контролем частоты биений, которая для настроенных интервалов та же, что и для фортепиано.

В настоящее время существуют специальные приборы, которые существенно облегчают процесс предварительной настройки в производственных условиях. В этом случае частоты язычков сравниваются с эталонными частотами, вырабатываемыми электронным генератором, а контроль степени настройки осуществляется визуально по экрану электронно-лучевой трубки.

Что влияет на точность настройки

На высоту тона язычков влияют резонаторы и корпус инструмента, поэтому окончательная, чистовая настройка производится только в корпусе того инструмента, в котором будут установлены данные резонаторы. Здесь необходимо проверить состояние и качество приклейки лайковых клапанов на планках, влияющих на настройку.

На точность настройки язычка на голосовой планке влияет даже плотность установки планки на резонаторе и надежность герметизации планки по периметру канифольно-восковой мастикой. При неплотной установке и разгерметизации планка сама начинает вибрировать вместе с язычком, давая биения в звуке.

Инструмент и оборудование, применяемые при окончательной настройке, в принципе не отличаются от инструментов для предварительной настройки, но метод настройки в большинстве случаев слуховой, по биениям, который пока позволяет достичь большей точности.

Определения направления темперации

Трудностью в настройке квинт и кварт в клавишных и язычковых инструментах является определение направления темперации: одно биение в квинте может быть и в сторону сужения и в сторону расширения интервала. В клавишном инструменте направление темперации устанавливают, сопоставляя направление вращения ключа и частоты биений. Установление направления темперации язычка путем его перестройки — методом проб и ошибок — вредно для него, так как приводит к необратимому уменьшению его массы и жесткости, что, в свою очередь, ухудшает звуковые качества язычка.

Поэтому здесь иная методика определения направления темперации. Основание язычка плотно зажимается каким-либо металлическим ребром, при этом повышается жесткость язычка, а его собственная частота увеличивается.

Допустим, мы проверяем нижний язычок интервала, направление темперации которого должны определить. Прижатие основания повышает частоту нижнего звука, и это повышение либо увеличивает число биений в данном интервале, либо уменьшает. Увеличение числа биений говорит о том, что интервал был настроен в зоне сужения интервала, уменьшение числа биений — о том, что интервал был настроен в зоне расширения.

Настройка области темперирования

В многоголосых инструментах (современные аккордеоны и баяны) область темперирования настраивают по какой-либо одной паре язычков на сжим и разжим меха. Язычки на других голосовых планках закрывают пластинкой с мягкой прокладкой (например, лайкой). Планки области темперирования, оставшиеся открытыми, называют строевыми.

После настройки области темперирования настраивают все остальные строевые планки, находящиеся в том же ряду.

Порядок настройки планок и особенности опиливания язычков

Дальнейший порядок настройки планок мелодии и аккомпанемента может быть выбран следующий:

• язычки басовой части большой октавы (октавными интервалами по язычкам мелодии, принятым за строевые);
• язычки басовой части малой октавы (октавными интервалами по язычкам большой октавы баса);
  язычки контроктавы (октавными интервалами по язычкам большой октавы баса);
• язычки первой октавы аккомпанемента (в унисон с язычками мелодии);
• язычки малой октавы аккомпанемента (в октаву с язычками первой октавы аккомпанемента);
• язычки нестроевых планок мелодии (в унисон с язычками строевых планок мелодии).

В многоголосых инструментах третьи и четвертые ряды язычков настраивают в октаву и в розлив с язычками строевых планок, возможен также и пятый ряд язычков, который настраивают на октаву выше.

Опиливание язычков в процессе настройки требует высокой тщательности и аккуратности. Поспешность приводит к многократному снятию слоя металла то у основания, то у вершины. Многократное подпиливание язычка ухудшает его свойства: снижается стабильность частоты при изменении воздушного давления, понижается порог срыва колебаний, уменьшается громкость, ухудшается тембр — он становится гнусавым, неглубоким. Единственное улучшение — понижение порога возбуждения — не оправдывается на фоне прочих нежелательных изменений звуковых свойств.

Бывают язычки другого рода — слишком жесткие. Недостатки таких язычков: повышенный порог возбуждения, необходимость большого расхода воздуха, громкий, крикливый тембр.

Контроль качества настройки

Качество настройки необходимо постоянно контролировать. Каждый вновь настраиваемый ряд голосовых планок нужно проверять по возможно большему числу ранее настроенных рядов интервалами в унисон и октаву. Требуется обязательная сверка язычков мелодии, баса и аккомпанемента.

Целесообразно проверить последовательность одноименных интервалов и обратить внимание на равномерность изменения частоты биений в соседних интервалах. Если инструмент имеет розлив, то его тембральная окраска также должна равномерно изменяться от тона к тону.

Заканчивают проверку строя контролем правильности звучания аккордов в мелодии и басах, а также проверкой одновременно звучащих аккордов мелодии и аккомпанемента.

Существенный момент проверки настройки: окончательный контроль должен выполняться не раньше, чем через сутки после последней настройки, то есть когда будет практически закончен процесс релаксации механических напряжений и строй станет устойчивым.

Мастер по изготовлению голосовых планок показывает, как выпиливают голос в нужный тон в процессе изготовления голосовых планок:

Источник: В.Г.Порвенков «Аккустика и настройка музыкальных инструментов», 1990г.