Мандолина

Интервалы между струнами мандолин — квинты, кроме мандолины-контрабаса, настраиваемой по квартам.

 

 

Мандолину-приму можно начать настраивать и со 2-й струны в унисон по камертону с частотой 440 Гц, после чего настроить 1-ю струну в унисон со 2-й струной, прижатой на седьмом ладу. Номера ладов и струн, указанные для мандолины-примы, действительны и для мандолин других видов (кроме мандолины-контрабаса). В мандолине-пикколо по камертону с частотой 440 Гц настраивают третью струну, в мандолине-мандоле 1-я струна, прижатая на седьмом ладу, должна звучать в унисон с камертоном, в мандолине-люте 1-я открытая струна звучит на октаву ниже камертона.

 

 

Строй мандолины-мандолы на октаву ниже строя мандолины-примы. Мандолина-контрабас имеет строй, аналогичный строю четырехструнной домры-контрабаса. Особенность мандолины (кроме мандолины-контрабаса) — парные струны, настраиваемые в унисон.

Перейдем к настройке смычковых инструментов, из группы которых возьмем самые распространенные.

Скрипка, альт, виолончель и контрабас
Скрипку, альт и виолончель настраивают по чистым квинтам, контрабас — по чистым квартам. Отсутствие ладов в этих инструментах не позволяет, как в щипковых, настраивать унисонами и октавами — наиболее легкими для настройки интервалами. Настроив одну из струн в унисон или октаву по камертону, музыкант настраивает квинту сначала мелодически, а уточняет настройку с помощью контроля частоты биений.

Вот как происходит процесс настройки струн скрипки. Так как обе руки скрипача при настройке заняты (левая рука держит корпус скрипки, большой палец левой руки защипывает струну, а правая рука вращает соответствующий колок до тех пор, пока струна ля¹ не будет настроена точно в камертон, то есть пока не исчезнут биения), лучше использовать постоянно звучащий камертон, например язычковый. Чтобы убедиться в правильности настройки, необходимо возбудить струну ля¹ смычком и на более продолжительном звучании выявить наличие биений. Вторым приемом обычно настраивают струну ре¹. После мелодической настройки квинты переходят к одновременному возбуждению струн ля¹ и ре¹, прислушиваясь к биениям и добиваясь их устранения. Окончательную проверку чистоты настройки квинты ля¹—ре¹ делают, проводя смычком по струнам.

 

 

Аналогичным путем настраивают квинты соль — ре¹ и ля¹ — ми². Затруднения вызывает обычно настройка струны ми¹, частота которой резко меняется даже от небольших сдвигов колка. Иногда для этой струны на скрипке имеется специальное настроечное приспособление с винтом, позволяющим очень тонко изменять натяжение струны. Это приспособление укрепляется на подгрифке.

В некоторых случаях струны скрипки, настроенные чистыми квинтами, дают неверные интервалы при обычных позициях пальцев на грифе. Причина здесь чаще всего заключается в самих струнах: они могут быть овальными в сечении, различаться по диаметру на разных концах и т. д. Чаще всего подобные дефекты имеют жильные струны, у которых узлы и пучности в процессе колебания струны смещаются в ту или другую сторону и при обычном положении пальца не дают правильной высоты ноты. Синтетические и металлические струны имеют меньше различных отклонений в распределении массы по длине струны и поэтому позволяют получать правильные интервалы в любых позициях левой руки.

Альт настраивают на квинту ниже скрипки, первая открытая струна соответствует ноте ля1 и настраивается по камертону. Виолончель звучит октавой ниже альта, и, следовательно, ее первую открытую струну настраивают на октаву ниже камертона с частотой 440 Гц. Частоты струн контрабаса находятся в контроктаве и большой октаве, то есть далеко от эталона частоты камертона. Контрабасисты облегчают процесс настройки своего инструмента тем, что пользуются флажолетами, получаемыми при легком прикосновении к струнам на 1/2, 1/3 и 1/4 длины струны от подставки. Указанные точки деления дают октаву, квинту и двойную октаву от тона открытой струны соответственно. Получающиеся при этом делении флажолеты носят название октавного, квинтового и квартового флажолетов, поскольку именно эти интервалы образуются при нажатии струны в соответствующих местах [40]. Звук квартового флажолета третьей струны образует двойную октаву основного тона, то есть ноту ля малой октавы, которую и можно настраивать по камертону. Флажолеты контрабаса звучат отлично.

Как сказывается настройка открытых струн смычковых инструментов по чистым интервалам пифагорейского строя на интонации других интервалов? Следует сказать, что открытые струны создают высотный ориентир для остальных интервалов по всему диапазону инструмента, и исполнители придерживаются этого ориентира. Даже если скрипач должен темперировать интервалы в случае сопровождения фортепиано, необходимость учитывать настройку открытых струн оказывает свое влияние на интонирование тонов всего диапазона.

Арфа
Арфа относится к группе струнных щипковых инструментов. Она содержит 45—47 струн, настроенных диатонически в до-бемоль мажоре. Хроматические звуки также извлекаются на арфе, для чего имеется педальный механизм двойного действия, позволяющий повышать или понижать струны на полтона. Все струны До — красного цвета, все струны Фа — синего цвета. Цвет струн помогает арфистке ориентироваться при игре.. Диапазон арфы при 47 струнах: до контроктавы — соль четвертой октавы. Счет октав в арфе не совпадает с принятым для фортепиано. Самая верхняя октава — нулевая (2 струны), затем в нисходящем движении идут первая, вторая, третья, четвертая, пятая, шестая и седьмая октавы.

 

Настраивают арфу чистыми квинтами, но при желании ее можно настроить по роялю. Один из планов настройки арфы может быть таким [41]: тон ля третьей октавы, соответствующий ля¹ на фортепианной клавиатуре, настраивается по камертону с частотой 440 Гц при положении педали Ля на первой «зарубке». Остальные тоны настраивают последовательностью интервалов: октава вниз — ля, квинта вверх — ми, еще квинта вверх — си, октава вниз — си; последний тон си перестраивается с помощью педали на си-бемоль, от которого берется квинта вверх — фа, еще квинта вверх — до, октава вниз — до, квинта вверх — соль, еще квинта вверх — ре, октава вниз — ре. Последним интервалом настраивается тон ре, который надо проверить по ранее настроенному тону ля. Все квинты и октавы настраивают чисто, и если в процессе настройки не было ошибок, последний интервал также должен получиться чистым, без биений. Это схематично выглядит так: От настроенной области интервалами в октаву и квинту настраивают струны нижнего и верхнего регистров. Контроль настройки арфы осуществляется в принципе так же, как и контроль настройки фортепиано: последовательностями одноименных интервалов — октав, квинт, больших терций, двойных октав, децим.

4. Точность строя и настройка духовых инструментов
Рассмотрим основные факторы, влияющие на музыкально-акустические свойства духового инструмента. Под такими свойствами для духовых инструментов следует прежде всего понимать точность строя, качество звука (тембр) и легкость звукоизвлечения. Весомость или значимость данных свойств у разных инструментов различна, но для духовых инструментов главный интерес представляет именно точность строя. Безукоризненная настройка — вот что требуется от высококачественного духового инструмента. Если для других видов музыкальных инструментов легко осуществить настройку каждого отдельного тона независимо от других тонов, то в настройке духовых инструментов, точность строя которых заложена конструкцией (а именно характером изменения диаметра поперечного сечения по длине трубки), последующая корректировка возможна только в ограниченной степени, а независимая настройка отдельного тона, не затрагивающая другие тона, вообще невозможна. Эта взаимозависимость настройки отдельных тонов и трудность ее корректировки проясняют то значение, которое настройка, точность строя духового инструмента имеют для музыканта.

Точность строя или точность настройки для разных групп музыкальных инструментов определяются по-разному. Показатели точности строя выбираются в зависимости от вида строя, в котором настраивается инструмент (чистый или равномерно-темперированный), мелодического или гармонического склада звучания (одноголосный или многоголосный), характера и степени негармоничности обертонов (степени растянутости настройки). Не вдаваясь в детальные доказательства, будем считать точностью строя духовых инструментов степень соответствия частот основных тонов частотам равномерно-темперированного строя. (Заметим, что в таком определении точности строя оно непригодно для инструментов с многоголосным звучанием и растянутой настройкой, как, например, у фортепиано).

При измерении частоты тонов, извлекаемых музыкантом на духовом инструменте, возникает специфическая трудность: частота тона зависит не только от инструмента, но также и от исполнителя, от техники последнего. Опытный музыкант в соответствии со своей многолетней практикой привыкает корректировать отдельные тона по высоте, если они звучат неправильно. Музыкант стремится играть правильно на любом инструменте, даже с плохим по точности звукорядом.

Но, кроме того, привыкнув к своему инструменту, в котором он компенсирует исполнительской техникой погрешности строя, на «чужом» инструменте исполнитель рефлекторно, по привычке, делает такую же корректировку, не давая себе отчета в том, что при такой корректировке он может дать неверную настройку инструмента. В идеальном случае музыкант должен без кооректировки выдавать такие звуки, частоты которых зависят только от инструмента. Это требование, однако, невыполнимо даже для квалифицированного музыканта, и повторяемость результатов измерений при подобном методе определения точности строя низка. Так, отклонение частоты отдельных тонов при игре одного музыканта на одном и том же инструменте в разные дни колеблется между 5 и 35 центами. Если же на одном и том же инструменте играют разные исполнители, то разброс тонов по частоте достигает еще больших величин: от 25 до 60 центов. Можно усреднить результаты измерений, полученных с различными музыкантами, и тогда усредненная кривая настройки по закону больших чисел может считаться оптимальным представлением строя проверяемого инструмента.

Кривая настройки, полученная подобным образом, имеет хорошую воспроизводимость, то есть она повторяется при измерении с другой достаточно большой группой музыкантов. Усредненная кривая настройки позволяет объективно выявлять недостатки строя духового инструмента. Эти недостатки проявляются в виде значительных отклонений частоты тонов натуральных звукорядов инструмента. Например, у оркестровой трубы может быть завышение 6, 8, 9-го натуральных тонов и занижение 3-го, у валторны иногда чрезмерно занижены 5-й и 10-й тона.

Музыканты отмечают также неправильность ширины самого нижнего извлекаемого интервала. Так, у тубы нижний интервал несколько уже, а у трубы, например, несколько шире номинальных значений. В качестве примера приведем взятые из работы [42] результаты измерений частоты шести натуральных звуков тромбона: 41; 115; 175; 236; 299; 361 Гц. Если выразить соотношения частот соседних тонов, то нетрудно убедиться, что эти соотношения не являются точно кратными отношениями интервалов чистого строя: 1:2,8; 2:3,04; 3:4,05; 4:5,06. Особенно сильно нарушено отношение в нижнем интервале между первым и вторым натуральными звуками, которые значительно шире октавы (1:2). Остальные интервалы хотя и не имеют таких больших отклонений, но все же они отличаются в той или иной степени от гармонических соотношений. Во всех духовых инструментах наблюдаются большие или меньшие отклонения интервальных соотношений от гармонических кратных соотношений. В чем причины нарушений гармонических натуральных звуков и вообще отклонений гармонического звукоряда от шкалы равномерно-темперированных частот?

Существует группа факторов конструктивного порядка, от которых зависит частота натуральных звуков: акустический тип трубки, длина и диаметр основного канала, т. е. мензура, длина и диаметр дополнительных трубок в медных инструментах и диаметр и положение отверстий в деревянных инструментах, физико-механические характеристики мундштука и трости. Правильность или неправильность выбора конструктивных параметров в конечном счете сказывается на степени акустической согласованности разных частей музыкального инструмента между собой. Очевидно, что существуют еще, по крайней мере, две группы самостоятельных факторов, которые влияют на частоту тонов. Это вторая группа факторов, связанная с качеством изготовления инструментов, включающая, например, гладкость (или неровность) внутренних стенок канала трубок, плавность перехода сечений от одной части трубки к другой, качество обработки боковых отверстий, герметичность голосовой машинки и т. п. Третья группа связана с факторами, отражающими влияние самого музыканта (характеристики его амбушюра, носоглотки, легких и т. д.), температуры инструмента и проч. Рассмотрим влияние отдельных факторов на точность строя духового инструмента. Факторы, зависящие от конструкции, естественно, будут различными для деревянных и медных инструментов.

В группе деревянных инструментов первостепенное значение имеет размер и положение боковых отверстий. Иногда полагают, что открывание отверстия равносильно укорачиванию трубки по месту отверстия. Однако открывание отверстия эквивалентно в акустическом отношении укорачиванию трубки только в том случае, если диаметр отверстия равен диаметру самого канала трубки, чего, как известно, не бывает в действительности. В этом случае, когда отверстие столь велико, что конец трубки может отвалиться, частота излучаемого тона такая же, как и у трубки, длина которой равна расстоянию от мундштука до этого отверстия. С другой стороны, если отверстие в трубке очень мало, например, диаметром в десятую долю миллиметра, то ясно, что такое отверстие практически не скажется на частоте основного натурального тона инструмента. Из рассмотрения этих крайних случаев большого и маленького отверстий следует логический вывод: с уменьшением максимально возможного диаметра отверстия эффективная длина трубки увели чивается и, значит, основной тон понижается [43]

 

 

Отсюда ясно происхождение практического правила корректировки высоты тона, зависящего от данного отверстия: в определенных границах уменьшение диаметра отверстия понижает высоту тона, а увеличение диаметра — соответственно повышает тон.

Практическим путем замечено также, что степень влияния отверстия на частоту звука зависит от положения отверстия по длине трубки: маленькое отверстие, расположенное вблизи мундштука, может дать ту же ноту, что и большое отверстие, находящееся ближе к выходному концу трубки. Таким образом, корректировка строя деревянного инструмента при наличии нескольких неправильно настроенных тонов возможна путем изменения или положения, или диаметра бокового отверстия. Роль боковых отверстий заключается не только в том, чтобы получить правильный хроматический звукоряд. Размер и положение боковых отверстий, как и форма канала трубки, решающим образом влияют на акустические свойства музыкального инструмента. Если отверстия открыты, то они наряду с раструбом участвуют в излучении звука, воздействующего на слушателя. Закрытые же отверстия превращают гладкие внутренние стенки трубки в бугорчатый звукопровод, в канал с серией чередующихся впадин и возвышенностей, что не может не сказаться на колебательном процессе в трубке. В литературе [43] описан эксперимент по выявлению влияния отверстий на тембр звука, издаваемого пластмассовой трубкой. Пластмассовая трубка, снабженная кларнетным мундштуком, издавала тупой звук, схожий со звуком водопроводной трубы, который слушатели не могли классифицировать как музыкальный. Но стоило ту же самую трубку снабдить рядом боковых отверстий, часть из которых была закрыта, а часть открыта (как при игре на обычном духовом инструменте), и тембр звука становился поразительно схожим со звуком кларнета.

В течение многих столетий музыкальные мастера эмпирическим путем устанавливали правильное размещение отверстий в деревянных инструментах. В последние несколько десятилетий появились и теоретические работы, которые содержат практические рекомендации к конструированию духовых инструментов. Так, например, автор работы [43] дает такую рекомендацию: отношение объема воздуха, содержащегося в прикрытом отверстии, к объему воздуха, содержащегося в отрезке трубки между соседними отверстиями, должно быть одним и тем же на всем протяжении канала трубки. По мнению автора, выполнение данной рекомендации способствует достижению высоких тембровых свойств и точности строя деревянных инструментов.

Наконец, необходимо сказать и еще об одной роли отверстий в связи с процессом передувания (Передувание — способ извлечения различных по высоте звуков в духовых инструментах путем изменения скорости вдуваемой исполнителем струи воздуха.) Граничные акустические условия на концах трубки должны оставаться одними и теми же как на основном тоне, так и на передуваемых тонах. Для облегчения передувания необходимо обеспечить минимальное давление воздуха в том месте по длине трубки, где стоячая волна имеет узел. С этой целью на начальном участке трубки делают маленькое отверстие (обычно с нижней стороны трубки) — октавный или дуодецимный клапан. Такое маленькое отверстие почти не изменяет эффективную длину трубки, но способствует получению устойчивых тонов передувания.

В медных духовых инструментах одним из факторов, влияющих на точность строя, является правильный выбор длины дополнительных трубок голосовой машинки. Умелым изменением длин трубок каждого из вентилей можно добиться сведения к минимуму отклонений по всему диапазону духового инструмента. Конкретные рекомендации по степени понижения тонов отдельных вентилей у разных авторов различны. На основе эмпирического метода проб и ошибок Дж. Редфилд [44] еще в 30-х годах нашего столетия рекомендовал вентильные трубки делать по длине такими, чтобы они давали понижение:

 

П. Н. Зимин [45] на основе своих опытных исследований считал правильным несколько другие понижения вентилей:

 

Как видим, эти рекомендации достаточно близки, особенно для третьего вентиля. Р. В. Янг [44] теоретическим путем рассчитал необходимое понижение вентилей, исходя из требования минимизации ошибок настройки по полному диапазону. Для корнетов и труб при нормальной комнатной температуре хорошая настройка может быть получена при завышении основного тона трубки на 1 цент и понижении:

 

Сравнивая рекомендации П. Н. Зимина и Р. В. Янга, нетрудно убедиться в их близости. Такая настройка вентилей, как утверждает Р. В. Янг, дает для вторых натуральных тонов, получаемых комбинацией трех вентилей, завышение в среднем не более 20 центов. Для баритона и баса, температура которых при игре повышается в незначительной степени, хорошая компенсация получается при настройкеосновной трубки выше на 1 цент и следующем понижении:

 

Давно замечено, что местные, то есть относящиеся к определенному месту, нерегулярности изменения диаметра канала трубки воздействуют на высоту звуков духовых инструментов. Речь идет о местных сужениях и расширениях диаметра. Очевидно, что увеличение поперечного сечения по своему воздействию на частоту противоположно уменьшению его в том же самом месте. В случае цилиндрической трубки деревянного инструмента расширение канала около пучности стоячей волны какого-либо натурального тона повышает частоту и, наоборот, понижает частоту тона, если расширение расположено в области узла стоячей волны. Аналогичное наблюдение приводит в своей работе В. Крюгер применительно к медным инструментам [46]: увеличение диаметра сечения трубки на месте узла (пучности давления) вызывает понижение соответствующего тона, а увеличение диаметра на месте пучности (узла давления) повышает тон. Подобные же закономерности влияния местных изменений диаметра трубки на частоту, отличающиеся некоторыми деталями, приводит П. Н. Зимин: а) если наблюдается местное сужение канала, то звуки, пучности колебаний которых находятся в начале области сужения, понижаются, а звуки, пучности колебаний которых находятся в конце области сужения, повышаются против нормы; б) если, наоборот, имеется местное расширение мензуры, то звуки, пучности колебаний которых попадают в начало расширения, повышаются, а звуки, пучности колебаний которых попадают в конце расширенного участка, понижаются против нормы [45, 156].

Непостоянство диаметра канала трубки влияет, таким образом, на частоту отдельных тонов инструмента. Но поскольку узлы и пучности различных натуральных тонов расположены в разных местах, то в конечном счете изменение диаметра канала в одном месте по-разному влияет на частоту натуральных звуков и является одной из причин негармоничности тонов передувания. Если нерегулярность диаметра канала находится вблизи пучности, когда звучит, например, основной тон, то при передувании на вторую гармонику, когда воздушный столб делится пополам, нерегулярность диаметра попадет уже на узел второго тона. Из-за различного воздействия нерегулярности диаметра на частоту основного тона (влияние на пучность) и частоту первого тона передувания (влияние на узел) создается негармоничность второй гармоники по отношению к основному тону. Учитывая вышеприведенную связь изменения диаметра канала и частоты натурального звука, можно целенаправленно осуществлять желаемую корректировку настройки духового инструмента. Эта возможность настройки духового инструмента не ускользнула от внимания мастеров и исследователей, которые делают многочисленные попытки регулировки относительной настройки тонов натурального звукоряда путем сужения, расширения или придания формы конуса внутреннему каналу в соответствующих местах трубки [46, 47].

Мастера-флейтисты в особенности используют способ расширения канала инструмента в предопределенных местах. Так как указанные способы по-разному влияют на частоту звуков, то это неизбежно должно отразиться на конструктивных параметрах духовых инструментов: для группы деревянных инструментов это может выразиться в различии положения отверстий и их диаметров, что приведет, в свою очередь, к различной аппликатуре (расположению пальцев) на некоторых конструкциях деревянных инструментов; для группы медных инструментов это скажется прежде всего на различной конструктивной длине дополнительных трубок вентилей.
Из сказанного следует, что форма канала хорошо настроенного духового инструмента далека от простой геометрической формы (цилиндрической или конической), которую имеют в виду при упрощенном теоретическом анализе.

До сих пор мы рассматривали плавное, не скачкообразное изменение диаметра канала трубок. Однако обследование некоторых старинных деревянных духовых инструментов XVIII — начала XX столетия показало, что среди них не так уж редко встречаются инструменты со ступенчатым скачкообразным изменением диаметра, особенно в местах соединений отдельных секций. С физической точки зрения, ступенчатое изменение диаметра эквивалентно увеличению эффективной длины трубки. Таким образом, для получения звуков той же высоты требуется укорачивание трубки: «Без большой ошибки можно сказать, что общий эффект «ступени» в некоторых старинных деревянных инструментах эквивалентен габаритному укорачиванию трубки, не говоря уже о селективности фильтрации отдельных гармоник, которое также может иметь место» [47, 410]. В последнем замечании речь идет фактически об изменении тембра звука инструмента. О подобном же эффекте у медных инструментов говорит П. Н. Зимин: «...порог у мундштука в носке инструмента, т. е. внезапное резкое расширение диаметра канала при переходе из мундштука в носок, также нарушает правильность звукоряда инструмента. Опыт натурального инструмента — трубки, имевшей нарочно сделанное такое искажение мензуры в ее носке, показал, что ее вторая гармоника приблизительно на полтона понизилась, в то время как остальные, более высокие гармоники, остались на нормальной высоте» [45, 617].

Сложным образом изменяет частоту натуральных звуков расширение раструба медных инструментов. Имеющиеся в технической литературе данные в некоторой степени противоречивы. По Крюгеру, «расширение поперечного сечения непосредственно за плоскостью раструба понижает высокие гармоники больше, чем низкие. Дело в том, что эти места для высоких тонов находятся в области пучности давления, в то время как для низких тонов эти места практически находятся в области узлов давления» [46, 461]. П. Н. Зимин приходил к несколько иному выводу: «...не в меру расширяющийся воронкой раструб инструмента влияет резко повышающим образом на звуки второй, а иногда и третьей гармоники, при понижении общей высоты звуков инструмента, связанном с увеличением поправки на открытый конец трубки» [45, 156].

Несовпадение выводов вполне может быть объяснено различием конструкций конкретно обследованных авторами инструментов. В конструкции современных духовых инструментов преобладает тенденция исключения резких перепадов сечения по длине трубок, начиная с мундштука и кончая раструбом в обеих группах духовых инструментов. Это также объясняется требованиями технологичности изготовления инструментов в машинном производстве. Что же касается равномерного изменения диаметра по всей длине трубки, то в пределах ±0,5 — 1% это изменение не влияет заметно на акустические свойства духового инструмента. Если же в указанных пределах изменение диаметра по длине трубки будет неравномерно, то это в ту или иную сторону сдвинет частоты гармоник.

Частота излучаемого звука зависит от резонансных свойств системы «воздушный столб — генератор звука», поэтому определенное влияние на высоту строя оказывают элементы, входящие в состав генератора колебаний (возбудителя колебаний). В деревянных духовых инструментах это трость. Толстая, жесткая трость повышает строй, причем для низких тонов несколько больше, чем для высоких. Тонкая трость позволяет музыканту в большей мере, по сравнению с толстой, регулировать высоту звуков [48].

В медных инструментах на высоту излучаемого тона влияет амбушюр музыканта и индивидуально подобранный по своим размерам мундштук. Губы исполнителя могут приспособиться к разным мундштукам, но все же опытный музыкант выбирает мундштук по своему амбушюру. Удачным подбором можно повысить точность строя инструмента. Вообще говоря, настройка, высота отдельных тонов, получаемых при игре на «своем» и «чужом» мундштуке, несколько различны, но это различие статистически не значимо, в среднем не существенно. Опытный музыкант и с «чужим» мундштуком старается играть правильно, добиваясь нужной интонации звуков.
Конечно, неправильный подбор мундштука повышает утомляемость исполнителя.

На частоту тона при прочих равных условиях влияет диаметр чашки мундштука. Для одной и той же степени напряжения амбушюра мундштук с большим диаметром даст более низкий звук. В этом случае понижение тона вызывается большей массой и площадью губ, участвующих в вибрации. И наоборот: при меньшем диаметре чашки мундштука — меньше масса и площадь губ, что при одинаковом напряжении губ дает более высокий звук.

Рассмотрим теперь более подробно исполнительский аппарат музыканта, который участвует в процессе игры на инструменте. В этом случае генератор звуковых колебаний (амбушюр и мундштук, трость) механически и акустически подключен, с одной стороны, к воздушному объему, заключенному в горле и грудной клетке музыканта, а с другой стороны — к воздушному резонатору в трубке инструмента. Воздух в этих плоскостях и объемах также приводится в колебательное движение, как и воздух в трубке инструмента. Таким образом, с акустической точки зрения, исполнитель-музыкант со своим инструментом образует связанную систему из трех элементов. Отсюда следует, что частоты тонов, извлекаемых на инструменте, с физической стороны являются собственными частотами системы трех элементов:
1)воздушного резонатора грудной клетки, полостей горла и головы;
2)губ с мундштуком или тростью, как генератора звуковых колебаний;
3)резонирующего столба воздуха в трубке инструмента.

Каждый из этих связанных элементов управляется музыкантом в той или иной мере, что сказывается на частоте колебаний всей системы: музыкант может менять размеры резонирующего столба воздуха в инструменте с помощью пальцев, закрывая и открывая отверстия или подключая дополнительные трубки, может управлять генератором звука, изменяя напряжение губ и скорость потока воздуха, и, наконец, может изменять форму и объем воздушных полостей горла и грудной клетки с помощью мускулатуры.

По мнению некоторых исследователей, главную роль в системе «музыкант-инструмент» играет музыкант. Действительно, высота и качество тона, возникающего при игре на инструменте, зависят как от анатомических, физиологических особенностей играющего — объемов грудной клетки, легких, размеров горла, носоглоточной полости, строения и массы губного аппарата, лицевой мускулатуры, так и от навыков игровых приемов: способа складывания губ на мундштуке, характера атаки звука, силы вдувания воздуха и прочего. Эти «человеческие факторы» имеют большое значение для художественности исполнения, но ни в коем случае не сводятся к простому процессу «дутья» и являются причиной того, что многие музыканты требуют «персональной» подгонки («для себя») своего инструмента. Персональная подгонка духового инструмента необходима, поскольку особенности музыканта, его амбушюр сугубо индивидуальны и фактически не поддаются точному учету. Однако возможность исполнителя влиять и контролировать высоту и тембровые свойства тонов является скорее достоинством, нежели недостатком. Например, усиливая вдувание, можно несколько повышать фальшиво-низкие звуки инструмента. Подчеркивая роль музыканта в исполнении музыки, нельзя принижать роль второго элемента системы — музыкального инструмента. В противном случае не было бы проблемы хороших и плохих музыкальных инструментов.

На частоту тонов духового инструмента влияет также температура воздуха в трубке. Дело в том, что частота колебаний прямо зависит от скорости распространения звуковой волны. А так как скорость звука в воздухе зависит от температуры, то и резонансная частота воздушного столба изменяется при изменении температуры. Для скорости звука в воздухе в зависимости от температуры существует определенная формула (t° дана в градусах Цельсия):

С=331,7 (l+0,0018t^°) м/с.

Отсюда следует, что температура воздуха, находящегося в инструменте, оказывает большое влияние на фактическую частоту тонов. Если бы температура воздуха внутри инструмента изменялась одинаково во всех его частях, то под влиянием изменения температуры инструмент расстраивался бы равномерно во всем диапазоне. Однако необходимо принять во внимание, что инструмент в процессе игры находится в руках исполнителя, а каждый музыкант может иметь свой, отличный от других способ держания инструмента и свою индивидуальную температуру рук. Отсюда следует, что невозможно точно рассчитать температурный режим внутри инструмента, в котором могут быть по-разному распределены нагретые участки, которые, соответственно, по-разному и неопределенным образом влияют на высоту отдельных тонов.

Ориентировочные теоретические расчеты дают повышение тонов на 3 цента с каждым увеличением температуры на 1^°С. Однако при экспериментальном определении влияния изменения температуры воздуха на частоту тонов исследователи дают меньшие значения поправки. Так, по данным [47], при повышении температуры окружающей среды на 1^°С частота тона различных инструментов медной группы увеличивается на 0,8— 1,6 цента. Например, для трубы это повышение составляет 1,2 цента, тромбона — 1,3 цента. Среднее изменение строя в зависимости от температуры окружающего воздуха для инструментов деревянной группы (флейты, гобоя, кларнета, фагота, скасофона) лежит в пределах 0,8—1,9 цента на 1^°С. Как видим, реакция на изменение температуры воздуха повышением строя практически одинакова в обеих группах инструментов.

По сравнению с инструментами старых систем, современные духовые инструменты более совершенны по конструкции, они дают возможность музыканту лучше интонировать звучание, правильно устанавливать высоту исполняемых тонов. Однако фальшивое звучание инструментов массового производства не такая уж редкость и сейчас: практически каждый духовой инструмент имеет отдельные нестройные звуки, то есть исполнитель должен применять специальные приемы для правильного интонирования отдельных натуральных звуков, и это не всегда удается.

Укажем вначале общие причины погрешности строя духовых инструментов:
—несовершенство конструкции, объясняемое невозможностью создания идеального, с акустической точки зрения, инструмента, сюда же отнесем и ошибки самого проектирования;
—качество изготовления и подготовки инструмента к игре — правильность настройки и регулировки;
—несовершенство техники интонирования музыканта (т. е. квалификация музыканта);
—влияние температурного режима.
1.Несовершенство конструкции с акустической точки зрения. Здесь отметим несколько факторов. Каждый духовой инструмент позволяет получить несколько (от 2 до 12 и более) натуральных звукорядов. Частота одноименных тонов в разных звукорядах теоретически не может совпадать точно. Это приводит к расхождению соотношений частот между звуками одних и тех же порядковых номеров, находящихся в разных натуральных звукорядах. Все это вызывает различные отклонения частот натуральных тонов от частот равномерно-темперированного строя. Тона передувания в идеальном инструменте следуют интервалам чистого строя, в то время как размеры трубок инструмента выбирают из расчета получения тонов равномерно-темперированного строя.

Отклонения высоты звуков вызывают также особенности конструкции инструментов: в большинстве случаев духовой инструмент имеет участки с разной формой канала — цилиндрической и конической, акустическое поведение которых, собственные их частоты различны. Кроме того, длина цилиндрической части изменяется в процессе игры (включение дополнительных трубок, выдвижение кулисы). С увеличением цилиндрической части происходит прогрессивное расширение частот с ростом номера натурального звука. В группе медных инструментов источником ошибок настройки является также компромиссный выбор длины дополнительных трубок, особенно применение трубки третьего вентиля, в котором уже конструкционно заложена погрешность интонирования. Таким образом, сама конструкция деревянных и медных инструментов теоретически не может избежать акустической неточности строя из-за нарушений звуковысотных соотношений тонов натуральных звукорядов.

2.Качество изготовления и подготовки духового инструмента к игре. Точность строя духовых инструментов существенно зависит от точности соблюдения конструктивных параметров. Погрешности строя вызываются несоблюдением правильной длины трубок (в том числе и дополнительных), диаметра и фор