Brasss Instrument Acoustics-en oinarri mekanikoak

Brasss-en tresnek (trumpets, trombones, adar frantses, tutu eta senideek) beren soinu ikonikoak sortzen dituzte fisikaren, ingeniaritzaren eta giza fisiologiaren arteko lotura zaindu baten bidez. Jokalari baten ezpainen bibrazioak, tubazioaren geometria, balbula edo diapositibaren ekintza, eta tresnaren ahotsari laguntzen dioten material guztiak ere. Oinarri mekaniko horiek ulertzeak ez ditu artisauarentzat bakarrik balio, baita musikariei teknika eta diseinu-tresnak hobetzen ere.

Artikulu honek letoizko tresnak arautzen dituzten printzipio mekaniko eta akustikoak aztertzen ditu, ezpainen hasierako burrunbatik hasi eta soinu uhinen proiekzioraino kontzertu-areto batean. Jokalariek, irakasleek eta zaleek sistematikoki ulertuko dute nola funtzionatzen duten tresna horiek, eta nola aplikatu ezagutza hori praktikan.

Soinua nola hasten den: Jokalariaren ezpainak eta aho-soinua

Oinarrizko mailan, letoizko tresna bat haize-tresna bat da, t'erdi-tresnen bat, t'erdi-tresnen bat sortzen duena, ezpainekin piezaren kontra, tresnaren barruan aire-zutabea bibrazioan jarriz. Prozesu horrek faktore mekanikoak eta aerodinamikoak ditu.

Ezpainen bibrazioa eta embouchurea

Jokalariaren ezpainak balbula pare gisa jokatzen dute. Airea diafragma eta abdominal muskuluek behartzen dutenean, ireki eta ixten dute ezpainen tentsioaren eta airearen presioaren arabera zehaztutako maiztasunean. Irekitze azkar horrek eten egiten du aire-fluxua, eta presio-pultsen serie bat sortzen du, batez ere burrunba-soinu bat. Burrunba horren maiztasunak oharraren tonua zehazten du, baina tresna naturalaren erresonantzia batekin bat dator: LTF1, tonua egonkorra sortzeko.

Hezetasuna (ezpainak kokatzeko eta tenkatzeko modua) kontrol mekanikoko sistema da. Jokalariek ezpainen irekidura, muskulu-sentsibilitatea eta aho-sakonaren presioa aldatzen ikasten dute, zelaien gama osoa lortzeko. Hego Gales Berriko Unibertsitateko akustika-ikerketak azaltzen du nola jokatzen duten ezpainak aseguratzaile batek bezala, aire-fluxuak eta zurruntasun ez-linealak bultzatuta.

Aho-pieza: Buzz-en itzaltzea

Piezak jokalariaren eta tresnaren arteko interfazea eskaintzen du. Bere koparen forma, eztarriko diametroa eta atzeko planoa (hodi nagusian dagoen tanpa) eragin handia dute ezpainek nola bibratu eta nola sortzen diren soinu uhinak airean zutabean.

  • Goi-mailako kopa batek soinu argiagoa sortzen du, zorrotzago, turuta-hotsa.
  • Zintzur handiago batek aire-fluxua eta soinu zabalagoa onartzen ditu, baina erresistentzia murrizten du, artikulazioan eta kontrolan eragina izan dezakeena.
  • rimaren zabalerak eta inguruak erosotasuna eta erresistentzia eragiten ditu, eta horrek, aldi berean, ezpainen bibrazioaren egonkortasuna eragiten du emanaldi luzeetan.

Aho-diseinua eremu propioa da, eta fabrikatzaileek aldaketa ugari eskaintzen dituzte. Piezaren eta hartzailearen arteko doikuntza mekanikoak zehatza izan behar du aire-ihesak saihesteko edo uhin-islapen etenak egiteko.

Aire-zutabea: erresonantzia eta uhin iraunkorrak

Soinu-uhinak instrumentuan sartzen direnean, hoditik zehar bidaiatzen dute eta elkarreragiten dute, eta uhinak uhin-zutabearekin, maiztasun jakin batzuk anplifikatzen dituen eta beste batzuk areagotzen dituen sistema erresonantzian.

Uhin iraunkorrak eta serie harmonikoak

Metal-tresna batean, soinu-uhinak atzera eta aurrera islatzen dira piezaren artean (puntu itxi batean) eta kanpaiaren artean (muga irekian). Tutuaren luzera uhin-erdiaren multiploa denean (hodi zilindriko baterako) edo uhin-laurdenaren luzera (hodi konikoarentzat), uhin-luzera bat, uhin-luzera bat, uhin-luzera bat, uhin-luzera, uhin-luzera, forma desberdindua, edo FLT:2LT:2LTF:3.

Kanal zilindriko bat mutur batean itxita dagoenez, frekuentzia erresonanteak oinarrizkoaren multiplo bakoitiak dira (1 f, 3 f, 5 f...). Baina letoizko tresnak ez dira zilindro perfektuak, kanpaia eta tanperra izaten dute. Horrek serie harmonikoa aldatzen du, eta benetako serie harmoniko batera hurbiltzen du (1 f, 2&thp;f, 3.f&pins; 4.f., t&pins; tf., tm, tm, t&p., 4., tm, tm t, t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t

Brasss Instruments-en Fisikak, baliabideen xehetasunak nola lerrokatu behar den tresnaren erresonantzia-gailu batekin tonu egonkorra sortzeko. Ezpain-maiztasuna bat datorrenean, inpedantzia baxua da, eta soinua eraginkorra eta ozena. Desados dagoenean, tonua ez da egonkorra edo ez du hitz egiten.

Luzera eta Pitch Control

Tresna baten oinarrizko puntua hodiaren luzerak ezartzen du. Adibidez:

  • [Trumpeta - 1,4 metro tubo
  • Frantses adarra - 3,7 metro (edo 4.6 metro B ⁇ adarrarekin)
  • [Tuba ] (CC) - 5,5 metro inguru

Luzera aldatzeko, letoizko tresnek valves (errota edo pistoia) edo slide erabiltzen dute. Balbula bakoitzak hodiaren luzera aurrez determinatua gehitzen du, eta tartea tarte jakin batez zelaia jaisten du (adibidez, bigarren balbula maila erdiz jaisten da, lehenengo balbula maila osotik, hirugarren maila txiki baten bidez). Diapositibak, kontrastearen arabera, etengabeko aldakuntza eskaintzen du, bere gaitasunari esker.

Tona osatzen duten osagai mekanikoak

Aho- eta aire-zutabearen gainetik, tresnaren eraikuntza fisikoak akustikari eragiten dio sakon.

Forma zilindrikoa vs. Konikoa

Behorra, tubazioaren barruko diametroa, oso gutxitan izaten da konstantea. Tresnak espektro batean erortzen dira, batez ere zilindrikotik hasi eta batez ere konikora.

  • Tutuak ia etengabeko diametroa du luzera gehienean, eta gero kanpaian azkar jotzen du. Profila honek aFLT:2 [bright] sortzen du, fokuratua eta proiektiboa, harmoniko garaienetan aberatsa. Erasoa krustazioa da, eta kohesionatua da.
  • Conicalek aspertu egiten du (adibidez, flagelhornak, adar frantsesak, tubak): hodia pixkanaka zabaltzen da piezatik kanpaira. Horrek hotzagoa, ilunagoa eta nahastuagoa sortzen du, eta tonua, maila altuko tonua, puntu gutxiagorekin.

Tresna askok ikuspegi hibridoa erabiltzen dute. Adibidez, tronpeta modernoak hodi zilindriko nagusia du, baina berun konikoa eta kanpaia flakatua.

Valve eta Slide Mechanics

Balbulak hodi estranjelatuen bidez birbideratu behar dira, gutxieneko turbulentziaz. Piston balbulak (tronpetetan eta tubatan) pistoi zilindriko bat erabiltzen dute, eta hodi baten barruan gora eta behera mugitzen dira. Balbula birakariak (hormetan elkartzen dira) danbor biratzailea erabiltzen dute. Bi diseinuek tolerantzia zehatzak behar dituzte: hazbete bateko milaren tarteak ihesak edo ekintza metatuak eragin ditzake.

Gainazala (mugikorraren eta kasketaren arteko kontaktua) leuna izan behar du, sarritan olio mehezko filma batekin. portatzen duen bitartean, balbula barruko kanalak ezin hobeto lerrokatu behar dira aire-fluxua eten ez dadin.

Tronboian, diapositibak zuzen, paralelo eta leunduta egon behar du ispiluaren akaberaraino. Inurriek edo marradurak sortzen dituzte eta irristagailua itsasten lagun dezakete.

Bell Flare eta bere papera proiektazioan

Kanpaia ez da flare kosmetiko bat bakarrik, osagai akustiko kritikoa da. Soinu-uhina kanpaira iristen den heinean, flareak pixkanakako inpedantzia-aldaketa eragiten du, uhinak airean irradiatzeko aukera ematen duena. Erlaitz-abiadurak eta formak zehazten dute maiztasun desberdinak nola igortzen diren eraginkortasunez. A kanpai handiagoa sortzen du, eta, tutu batean, maiztasun baxuagoei mesede egiten die, eta aFLT:2smallll beLTFLTFLT:3, [3], pikotoi-tona, turuta handiagoei.

Soinuak ere norabide-proiektore gisa jokatzen du, soinua aurrerantz bideratuz. Maiztasun baxuetan erradiazioa norabide-mugazkoa da. Horregatik aldatzen da letoizko jokalari baten soinua soinua soinua entzule edo mikrofonoekiko loturan mugitzen denean.

Materialak eta akabera: zientziak esaten duena

Latoizko jokalarien arteko eztabaida aspaldikoa da, nola eragiten duen materialek (brasek, zilarrek, nikelek, urreak) soinuan. Ikerketa akustikoek adierazten dute tresna-hormetako hormek soinu-irteeran eragin txikia dutela, ohiko joko-mailetan, aire-zutabearen inpedantzia hormak baino askoz txikiagoa baita. Hala ere, FLT:2]] barneko azalerak eragina izan dezake:3k aire-marrustrazioetan eta turbulentzia txikietan, batez ere, aire-tasa handietan.

Amerikako Elkarte Akustikoko Aldizkarian argitaratutako ikerketek erakusten dute plaketa edo aleazioaren ezberdintasunek aldaketa sotilak sortzen dituztela jokalariaren erantzunaren eta intonazioaren pertzepzioan, baina litekeena da jokalariaren erreakzio-aldaketen ondorioz, ezberdintasun fisikoen zuzeneko aldaketengatik baino. Hala ere, jokalariek etengabe esaten dute zenbait material ezberdinek, errendimenduari eta koherentziari eragin diezaioketela.

Mekanikaren atzean dauden printzipio akustikoak

Zenbait kontzeptu akustiko sakonagok azaltzen dute nola funtzionatzen duten letoizko tresnek eta zergatik diren zenbait aukera mekanikok.

Inpedantzia eta sarrera inpedantzia-kurba

Metal-jokalari batentzat, ertzeko inpedantzia kritikoa da. Erresonante-maiztasun bakoitza inpedantzia-kurba batean dagoen fLT:2-hitz bati dagokio, eta gailur horien altuerak, zabalerak eta tarteak erabakitzen du jokatzeko erraztasuna, zelaiaren egonkortasuna eta ohar bakoitzaren argi-itzalearen ñabardura.

Tresna-egileek inpedantzia-neurriak erabiltzen dituzte diseinuak optimizatzeko. Adibidez, adar handiagodun tronpeta batek inpedantzia-gailurra gutxiago izango du, aire gehiago behar du, baina sentsazio lasaiagoa eskaini.

Portaera ez-lineala eta "Brassy" soinua

Maila dinamiko handietan, ezpainetako aire-fluxuak ez du esan nahi uhin-forma desitxuratu egiten denik. Honek maiztasun handiko osagai gehigarriak sortzen ditu, aire-zutabearen serie harmonikoan ez daudenak. Frekuentzia gehigarri horiek letoizko argitasun bereizgarria sortzen dute, brontzezko harizti bat, metal-tresnak sortzen dituena, FLT:2]]fortissimoan. Tresnaren soinuaren flarea eta inpedantzia, portaera ez-lineal horren eraginaren araberakoa eta irradiatzen duena.

Jokalari batzuek airearen abiadura eta ezpainen tentsioa modulatuz kontrolatzen dute hau. Jokalariek, adibidez, "gainblowing" erabiltzen dute, pasarte ozenetan soinu argiagoa eta ebakiagoa sortzeko. Tresnaren diseinuak, batez ere kanpaia eta eztarria, eragina du erregimen ez-linealean.

Tenperaturaren eta hezetasunaren efektua

Soinuaren abiadura tenperaturaren eta hezetasunaren araberakoa denez, letoizko tresnaren olinpiadak gora egiten du tresna berotzen den heinean. Turuta bat hasiko da giro-tenperaturan (20°C) berotu eta gero gorputz-tenperaturan eta jokalariaren arnasaren tenperaturan (32°C inguru) berotuko da. Hau arazo mekanikoa da: hodiaren luzera ez da nahikoa aldatzen konpentsatzeko; aitzitik, jokalariak ezpain-oharrak jaitsi edo afinazio-dia doikuntzak erabili behar ditu. Humiditateak ere eragina du aire-efektuaren dentsitatean, tenperatura txikiagoa bada ere.

Kanpoko emanaldietarako edo leku aldagarriko tenperaturetarako, jokalariek faktore horiek ezagutu behar dituzte, eta haien bozerama moldatu edo ordezko afinazio-diagramak erabili.

Musikari eta sortzaileentzako aplikazio praktikoak

Metal-tresnen oinatze mekaniko eta akustikoak ezagutzeak benetako onurak ematen ditu, eguneroko berotik hasi eta tresna pertsonalizatuen diseinura.

Arnas-euskarria eta arnasketa hobetzea

Ezpainek aire-fluxuak bultzatutako balbula gisa jokatzen dutela jakiteak jokalariei laguntzen die aire-babesle sendo batean zentratzen, aho-presioaren ordez. Diafragmaren kontrola garatzen duten ariketak, airearen askapen etengabea (hala nola tonu eta fluxu-azterketen denbora) zuzenean hobetzen dute jokalariaren eta tresnaren erresonantziaren arteko akoplamendua. Jokalariek aho-pieza ezartzeko aldaketa txikiekin edo burrunbatzeko presioarekin esperimentatu dezakete, eta gero oinarri gisa erabiltzen dute.

Tresna bat hautatu zure estiloan

Jokalari batek soinu distiratsu bat behar badu banda handi batean, aho txikikoa eta tronpeta bat, kanpai-errainu zilindriko eta erdikoa, egokiak dira. Orkestrak beroa eta nahasketa eskatzen baitu, aho-pieza sakonagoa eta buru-euskarri konikoa (leunela edo buferia handia) nahiago ditu. Profilak eta kanpai-diseinuak ulertzeak aukera informatuak egiten ditu, markaren leialtasunaz bakarrik fidatu baino.

Mantentzea eta doitzea

Sintonia eta erantzun-arazo asko mekanikoak dira. Balbula iheskor batek inpedantzia murrizten du eta ohar handiak hiltzen ditu. Bainuontzian dagoen hortz batek aire-fluxua eten eta tonu "irakurgarria" eragin dezake. Barrualdearen garbiketa erregularrak hondakinak eta gordailuak kentzeko tresnaren jatorrizko ezaugarri akustikoak berreskura ditzake. Olioa eta koipea gutxi aplikatu behar dira, baina etengabe balbulen eta irristailuen arabera, eragiketa leun eta isila bermatzeko.

]Yamaha-ren letoizko tresna-tresnak gidatzeko mantentze-prozedurak eta errendimendua nola eragiten duten ikuspegi praktikoa eskaintzen du.

Tresnak diseinatzea eta aldatzea

Tresna-egileek inpedantzia-neurriak erabil ditzakete diseinu berriak prototipo bihurtzeko edo lehendik daudenak aldatzeko. Berun-pipearen etiketa aldatzea, kanpai-formako profila egokitzea edo kanpaiari giltza bat gehitzeak tresnaren erantzuna alda dezake. Denda pertsonalizatu batzuek "austiko-doikuntza" zerbitzuak eskaintzen dituzte, eta barneko dimentsioak doitu egiten dituzte, erreproduzitzeko gaitasunaren ezaugarrien multzo bat lortzeko.

Aldaketa sotilek ere, aho-soinua jasogailua ordeztea edo errotorearentzako beste material bat erabiltzea bezala, sentimendua alda dezakete. Oinarri mekanikoak ulertzen dituzten sortzaileek hobeto hornituak daude berritzeko, funtsezko letoizko karakterea mantenduz.

Brasss-en tresnaren bilakaera historikoa

Metal-tresnen diseinu mekanikoa mendeetan zehar garatu da, bai eskakizun artistikoak bai ingeniaritza-gaitasunak islatuz.

  • Metalezko tresna naturalak (adibidez, tronpeta barrokoa, ehiza-adarra): ez balbularik ez diapositibarik. Jokalariek serie harmonikotik bakarrik aukeratu zituzten oharrak, gaitasun kromatikoa mugatuz. Luzera finkoa zen, eta tresnak gako bakarrean zeuden.
  • Kakasak eta diapositiba goiztiarrak (18. mendea): trukagarriak diren crookek oinarrizko zelaia aldatu ahal izan zuten, tubazioa gehitu edo kenduz.
  • Valve-ren asmakizunak (19. mendea): pistoi balbula (Stölzel eta Blühmel-ek garatua) eta balbula birakaria (Redl-ek egina) letoizko joko iraulia. Valves-ek eskala kromatikoak gaitu zituen barruti osoan zehar, turuta, adar eta tuba modernoa sortuz.
  • XX. mendeko fintasunak: Doitasun-mekanizazioa, aleazio hobeak eta neurketa zientifikoak aukera eman zien sortzaileei, zizelak, balbula eta balbula, innazio eta erantzun iraunkorrerako. Tronboi "estrala"aren garapena, zilindrikozko kanpai batekin (adibidez, Bach Stradivarius) estandar berri bat ezarri zuten.

Gaur egun, diseinu esperimentalek (adibidez, t'erdi frantseseko adar bikoitza, F eta B ⁇ aldeekin) mugak jartzen jarraitzen dute. Grove Music Online artikulu historiko zabalak eskaintzen ditu letoizko tresnen bilakaerari buruz.

Ondorioa:

Metalezko instrumentuen akustikaren oinarri mekanikoak fisikaren, eskulanaren eta musikaritzaren nahasketa aberatsa dira. Aho-kikararen forma zehatzetik kanpai baten distira sotilera, tresna batek nola funtzionatzen duen eta nola entzuten duen eragin zehatz oro. Printzipio horiek ulertzen dituzten jokalariek teknika hobetu dezakete, ekipamendua aukeratu eta arazoak hobeto konpondu.

Lehen aldiz ikasten ari zaren ikasle bat edo adar berri bat hautatzen duen profesional ondua zaren ala ez, oinatze mekanikoen esku-hartze sakonagoak zure musika-bidaia hobetuko du. Hurrengo aldian, tresna hartzen duzun hurrengoan, kontuan hartu fisika eta ingeniaritza geruza ugari, ezpainen burrunba xumea letoizko urrezko soinua bihurtzen dutenak.