Fyzika tepelného rozmachu v podprsenkách

Podprsenky nástroje sú presné nástroje vyrobené z kovových zliatin chápaných zmesou medi a zinku, ktoré reagujú predvídateľne na teplotné výkyvy. Koeficient lineárnej tepelnej expanzie pre bežné mosadzné zliatiny je približne 19 × 10-6 stupňa Celzia. Ak chcete dať, že v praxi, trúbka s celkovou dĺžkou rúrky asi 1,5 m sa predĺži o zhruba 0,029 mm pre každý 1 °C zvýšenie. Aj keď sa toto číslo zdá malé, kumulatívne 20 °C teplotné posun môže zmeniť výšku prístroja o niekoľko centov, núti hráč vedome kompenzovať.

Špecifická zliatina je. Žltá mosadz (70% meď, 30% zinok) a zlatá mosadz (85% meď, 15% zinok) majú mierne odlišné expanzné koeficienty, ale variácia je menšia ako 5% rozdiel. Čo skutočne poháňa teplotnú citlivosť je celková dĺžka potrubia. Dlhšie nástroje, ako je tubas a eufónie skúsenosti väčšie absolútne rozšírenie. Napríklad, BB TUBA s 5,5 metrov potrubia rozšíri takmer 0,1 mm na °C, dosť na vytvorenie viditeľného základného posunu rozstupu počas výkonu.

Tepelné rozšírenie sa nevyskytuje rovnomerne po celom prístroji. Zvony, výplň, ladiace sklíčka a ventilové puzdrá majú rôzne hrúbky, geometrie a niekedy aj rôzne zliatiny. Tieto diferenciálne rozšírenia môžu zaviesť mechanické napätie, najmä pri natieraných kĺboch. To je dôvod, prečo rýchlo vykurovanie studený nástroj so sušičom vlasov alebo umiestnenie v blízkosti ohrievača je silne odrádzal

Výpočet posunu stien

Zmena rozstupu spôsobeného expanziou kovu môže byť odhadnutá pomocou vzorca Δf/f = -αΔT, kde α je lineárny rozpínací koeficient. 10 °C zvýšenie teploty kovu spôsobuje základnú frekvenciu pokles asi o 1,9 centa (dlhšia rúrka = nižšia výška). Avšak, to je len časť príbehu. Teplejší vzduch je menej hustý a prenáša zvuk rýchlejšie, zvyšuje rozstup o približne 3 centy na °C. Čistý efekt závisí na tom, ako rýchlo sa kovové rovnováhy s prostredím. Chladný prístroj priniesol do teplej fáze spočiatku hrá ostrý, pretože vzduchový stĺpec ohrieva rýchlejšie ako kov. Ako sa kov postupne zahrieva, stúpanie sploští. Táto dynamická prehra vysvetľuje, prečo ladenie je pohyblivý cieľ počas prvých 15 ch20 minút hrania.

Materiály Veda o Brass zliatin

Okrem expanzných koeficientov, rôzne mosadzné zliatiny majú odlišné tepelné vodivosti a mechanické reakcie. Červená mosadz (90% meď, 10% zinok) má nižšiu tepelnú vodivosť ako žltá mosadz, čo znamená, že sa ohrieva a chladí pomalšie. Nástroje vyrobené z červenej mosadzou, často prehlásené pre ich tmavší, teplejší tón môže trvať dlhšie, aby sa stabilizovala výška v meniacich sa teplotách. Nikel striebro, bežne používané pre ventilové komponenty a posuvné rúrky, obsahuje meď, zinok a nikel, ale žiadne striebro. Jeho koeficient rozpínania je nižší ako v prípade žltých mosadz (asi 16 × 10-6 na °C), takže je viac rozmerovo stabilný. To je dôvod, prečo mnoho profesionálnych trúbok a trombóny používať niklovo-strieborné valve a vonkajších šmýhoviek , udržujú klírens lepšie cez teplotné hojdačky.

Faktor úst

Ústne kusy sú zvyčajne vyrobené z mosadze (často so striebrom alebo zlatom platiskom) a sú malé v hmotnosti, takže dosiahnu tepelnú rovnováhu rýchlo. Studený náustok môže čerpať teplo z hráča

Hráči, ktorí vystupujú v premenlivých klimatických podmienkach, často majú dva náustky: ľahší na rýchle zahrievanie a ťažší na stabilné ihrisko, keď prístroj dosiahne teplotu. To je obzvlášť bežné u profesionálnych orchestrálnych trúbkárov, ktorí prepínajú medzi studenými jamovými orchestrami a teplými fázami.

Mechanika ventilu a sklzu pri teplotnom strese

Ventily a sklíčka sú najmechanickejšie časti mosadzného nástroja. Spoliehajú sa na tesné tolerancie (často menej ako 0,05 mm voľný) a správne mazanie. Teplota ovplyvňuje kovové rozmery a viskozitu maziva. Pod 10 °C zahusťujú väčšinu ropných ventilových olejov, čo spôsobuje pomalé pôsobenie ventilov; pod mrazom môžu kongeálne zmäkčiť úplne. Syntetické oleje majú širší rozsah prevádzky, zvyčajne až do -20 °C, ale aj strácajú účinnosť pri extrémnej chlade.

Vo vysokom teple (nad 35 °C), oleje tenké a môže bežať preč, takže ventily suché a náchylné k poškriabaniu. Silikónové-na báze trombónové slide masti môžu zase rinne v lete, spôsobuje slide sa cítia uvoľnené a vyžadujú časté opakované použitie. Súhra medzi ventilu puzdro a piest je kritický. Mosadzné puzdro rozširuje rýchlejšie ako niklovo-platená alebo Monel piest, potenciálne spôsobuje viazanie. Monel (niklov-meď zliatiny) je zvýhodnený pre piestové ventily, pretože jeho nízka rozpínacia koeficient a vynikajúci odolnosť proti korózii. Rotačné ventily, spoločné na francúzskych rohoch a eufóniá, používať iný mechanizmus a strún a struny

Výber mazivá pre klímu

Hudobníci, ktorí vykonávajú v premenlivej klíme, by si mali vybrať mazivá prispôsobené podmienkam:

  • [Zachované počasie (pod 10 °C): Použite tenké syntetické ventilové oleje (napr. Hetman 1, Blue Juice) a ľahké kĺzavé mazivá. Vyhnite sa mazivám na báze vody, ktoré môžu zmraziť a spôsobiť lepenie.
  • [Hotové počasie (nad 30 °C):] Prejdite na ťažšie oleje (napr. Hetman 2 alebo 3) a hrubšie slide mastnoty (napr. Yamaha Slide Grease).
  • Humid conditions: Zvážte protikorózne ošetrenia na ventilových pružinách a puzdrach. Silikagélové gélové balenia v prípade pomáhajú regulovať vlhkosť.

Pravidelné čistenie a re-zrážanie sú nevyhnutné pri pohybe medzi teplotnými extrémami. Dôkladné zahrievanie s dlhými tónmi distribuuje mazivá rovnomerne pred náročnými priechodmi.

Úloha vlhkosti a kondenzácie

Teplý vzduch drží viac vlhkosti. Keď studený mosadzný prístroj vstupuje do teplej, vlhkej miestnosti, kondenzácia foriem na všetkých povrchoch

Ak kondenzácia nie je po hraní vymazaná, podporuje červenú hnilobu (dezincovanie), formu korózie, ktorá sa zje na mosadze, takže červenkastý, pórovitý povrch. Červená hniloba je nezvratná a často vedie k úniku v hadiciach a spájkovacích kĺboch. Aby sa to zmiernilo, mali by hudobníci vysušiť interiér nástroja s tampónom alebo bezvrstvovou látkou po každom použití, najmä po pohybe medzi kontrastnými prostrediami. Niektorí hráči ukladajú vysúšadlo v puzdre na absorbovanie zvyškovej vlhkosti. Moderné syntetické tampóny, ako sú Protec alebo Envy tampóny, sú účinné pre všetky mosadové nástroje.

Korózia a dlhotrvajúce nosenie

Opakované cykly kondenzácie a sušenie urýchľujú koróziu na spájkovacích spojoch a švov. Nástroje s lakovaným alebo plátovaným povrchovým povrchom ponúkajú určitú ochranu, ale interiér je vždy vystavený. Dôkladné každoročné čistenie profesionálnym technikom checht, vrátane ultrazvukového kúpeľa, odstránenie usadenín a re-lubrication

Konkrétne reakcie na teplotu podľa prístrojov

Rôzne mosadzné nástroje majú zreteľnú citlivosť na teplotu vďaka dizajnu, dĺžke hadice a hracej technike.

Trumpet, Cornet a Flugelhorn

Tieto nástroje majú relatívne krátke rúrky (ach ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch ch

Trombón

Trombone chyťte sa na dlhú hlavnú snímku (cca 2,7 m v tenore, až 3,5 m v basovom trombóne) je obzvlášť ovplyvnená teplotou. Studené podmienky spôsobujú snímku zmluvu, takže pozície sa cítia kratšie a poznámky ostrejšie. Naopak, teplo predlžuje snímku, sploštenie poznámky. Trombone hráči musia nastaviť snímky pozície nepretržite počas zahrievania. Ručné snímanie musí byť naolejované a bez kondenzácie, aby sa zabránilo lepenie. Mnoho odborníkov používa slide olej s vysokým indexom viskozity (napr., Trombotine) udržiavať konzistentné akcie v rozsahu teplôt.

Francúzsky roh

Rohovky majú kužeľové vrt a zložitý zábal s asi 4 m potrubia v dvojlôžkovej rohu. Rozsiahle rúrky je vysoko citlivé na teplotu. Rotačné ventily využívajúce rotory a reťaze väzby

Tuba a eufónium

Tieto veľké nástroje majú najviac hadíc (až 9 m v BB TWA). Oni trvať najdlhšie, aby sa zahriať cheath cheese 30 minút nepretržitého hrania. Ich masívne kovové hmoty zaostáva za zmenou teploty okolia, spôsobuje nestabilitu výšky počas vonkajších výkonov. Tuba hráči niekedy používajú ladenie posuvné náustok alebo špecializované náustok kompenzovať pretrvávajúce chladom vyvolanej rovinnosti. Eufónie, s ich kompenzačnými systémami, sú trochu menej citlivé, pretože ďalšie rúrky je už zapojený. Ventily na týchto nástrojoch sú veľké a vyžadujú hustejšie mazivá v chladnom počasí, aby sa zabránilo slimosti.

Historické prístupy k riadeniu teploty

Pred modernými mazivá a výrobných tolerancie, mosadzné hráči museli byť vynaliezavý. V 18. a 19. storočí, vojenské kapely vykonávajúce vonku v zime by zahriať svoje nástroje pri ohni alebo zabaliť ich do tkaniny. Prírodné-trumpet a roh hráči používali podvody (odnímateľné rúrkové časti) pred-vyhrieval na úpravu ladenie

Klávesové trúbky a nástroje skorého ventilu mali menej spoľahlivé mechanizmy; studené počasie často spôsobilo, že ventily sa prilepili alebo unikli. Hráči si pred hraním vyliali do prístroja teplý vzduch a niektorí používali olejové lampy na ohrievanie kovu. V súčasnosti nám veda o materiáloch poskytla lepšiu stabilitu, ale základná fyzika zostáva rovnaká. Pochopenie tejto histórie pomáha moderným hudobníkom pochopiť, prečo trpezlivosť a zahrievanie nie sú diskutované.

Praktická údržba rutiny pre zmenu teploty

Aby ste si udržali spoľahlivý výkon v rámci teplotných výkyvov, zapracujte tieto preventívne kroky do svojej rutiny:

  1. [ Predhriať svoj nástroj: Pred výkonom, hrať jemne do nástroja po dobu 5 ch10 minút, aby postupne priniesť kov na teplotu hrania. Vyhnite sa hlasné hranie až po zahriatí, ako rýchly expanzia môže stres spájkovacie kĺby.
  2. [Uložiť pri teplote hry: Uchovať prístroj v kontrolovanom prostredí pred koncertom. Náhle teplotné šoky sú horšie ako postupné zmeny. Použite vylepšený prípad na izoláciu počas prepravy. Niektorí hráči používajú kryt pre extra izoláciu.
  3. Užite mazivá špecifické pre teplotu:[] Prejdite medzi zimnými a letnými triedami oleja a mastnoty. Uchovajte náhradné mazivo vo vašom prípade. Otestujte si činnosť ventilu s olejmi, ktoré plánujete použiť pred výkonom.
  4. [ Často skontrolujte ladenie: Po zahriatí si zahrajte referenčný rozstup (napr. koncert B
  5. Skúste prístroj po každom použití:[ Zvlášť pri prechode z teplého do studeného prostredia sa vytvorí kondenzácia vo vnútri. Použite tampón na každú vetvu. Flexibilné tampóny uľahčujú všetkým mosadze. Pre trombóny je účinná preťahovacia látka.
  6. Schedule profesionálna údržba dvakrát ročne:[] Pred zimou a pred letom, nech vám technici prehliadajú a čistí prístroj. Môžu nahradiť opotrebované plste, korky a pružiny, ktoré môžu byť zraniteľnejšie pri extrémnych teplotách.

Núdzové opravy pre vonkajšie výkony

Ak musíte hrať vo veľmi chladných podmienkach (do 5 °C), zvážte tieto tipy:

  • Používajte tenké rukavice, aby vaše ruky boli teplé a zároveň udržiavajte hmatovú spätnú väzbu na ventiloch.
  • Na vytvorenie mikroklímy okolo prístroja použite na javisku kryt vetra alebo prenosný ohrievač.
  • Pred prehrávaním vyfúknite do náustku teplý vzduch, aby ste predhriali olovnicu (nechcete kondenzovať vlhkosť).
  • Akceptujte, že čiastočné poznámky môžu vyžadovať alternatívne prsty zostať v melódii. V extrémnej chlade, hrať s nemým znížiť prietok vzduchu a udržať prístroj teplejšie.

Záver: Variabilita zvládania teploty

Zmeny teploty sú stálym spoločníkom pre mosadzných hudobníkov, ktoré ovplyvňujú expanziu kovu, viskozitu maziva, rýchlosť vzduchu stĺpcov, a dokonca aj hráči vlastné pery flexibilitu. Pochopením fyziky za tieto účinky, výberom vhodných mazív, a prijatie proaktívneho údržbové návyky, hráči môžu minimalizovať poruchy a zamerať sa na expresívne výkony.

Či už ste študentom trombonistu hrajúce v nevyhrievanej kapele miestnosti, turné trúbka vystupuje na letných festivaloch, alebo tuba hráč pochodujúci cez chladný sprievod, kľúč je príprava. Niekoľko minút vedomého zahrievania a premýšľajúcej starostlivosti môže ušetriť vás od intonácie bolesti hlavy a mechanické čkanie. Pre ďalšie čítanie o vede dychových nástrojov, konzultovať zdroje, ako Univerzita New South Wales Brass Akustická stránka[] alebo návody výrobcu, ako [[[[FLT:]]]Bach cheee inštrukcií [. Pre hlbšie ponory do tepelných účinkov na hudobné akusy, články, ako Tento výskumný papier o teplotných efektoch [] poskytnúť kvantitatívne údaje.

Pamätajte: váš dychový nástroj je presný nástroj, ktorý reaguje na jeho prostredie. Pracujte s ním, nie proti nemu, a budete produkovať krásny zvuk bez ohľadu na sezónu.