布拉斯仪器的熱膨胀物理

布拉斯樂器是用金屬合金製造的精密工具,通常都是铜和锌的混合物,可以預測到溫度波动。普通銅合金的線性熱膨胀系数约为每摄氏19×10−6。 實際上,每增加1°C,總長1.5米的喇叭將長約0.029毫米。 虽然这个数字看似很小,但累计20°C的溫轉可以使樂器的音速變為几分,迫使玩家有意识地補充電。

特殊的合金很重要。黃銅(70%的銅,30%的锌)和金銅(85%的銅,15%的锌)的膨胀系数略有不同,但變化小於5%的差。真正推动溫度敏感度的是管子的总长度。像管子和 ⁇ 子等更長的器件的绝对膨胀更大。例如,每°C有5.5米管子的BBQX管會膨胀近0.1毫米,足以在一次表演中产生显著的基本投球轉移。

電子裝置的熱膨胀並非完全一致。 鐘、口管、調音滑行和阀門外殼的厚度、几何美特和合金都有不同。 這些差異的膨胀可以引入机械壓力, 特别是在有裂缝的關節。 所以, 用乾髮器快速加熱冷風器或放在暖氣器附近是很不成功的 — 它可以扭曲滑行或裂缝。

計算 Pitch 移動

由金屬膨胀引起的音效變化可以用公式 QQf/f= -QQT 估算, α是線性膨胀系数。 10 °C的升高造成基本頻率下降1.9分左右( 長管=低音位)。 然而, 這只是故事的一部分。 溫度降低, 傳送速度更快, 每 °C 上升 3分左右。 净效果取决于金屬与环境的等效。 冷器最初在暖化期的操作中會很敏捷, 因為氣柱比金屬溫速快。 随着金屬的增溫, 傳送平整度也逐渐降低。 這個动态的相互作用解釋了為什麼在前15–20分鐘的演奏中調調調調調是一個感動的目标 。

Brass合金材料科學

除了膨胀系数外,不同的銅合金有不同的熱傳导和機械反應。紅銅(90%的銅,10%的锌)的熱傳导率比黃銅低,意味它加熱和冷卻的速度要慢。用紅銅做的仪器通常預言其更暗、更暖的氣溫,在變暖的溫度下穩定投影可能要花更久。通常用于阀門和滑行管的镍銀,含有铜、锌和镍,但没有银。它的膨胀系数比黃銅(約每°C16×10−6)要低,使其在维度上更加穩定。所以,很多專業小號和長號使用更強的五金銀阀管和外滑行,它們在溫波动中保持更好的清澈。

口罩因子

口罩通常用銅(通常用銀或金镀)做成,质量小,因此很快就能達到熱平衡。 冷口罩可以從玩家嘴唇中抽取熱量,影響浮雕的弹性和舒适性。 更重要的是,口罩的膨胀改變了喉嚨和背部的尺寸,改變了阻力和內部。 口罩稍微膨胀會降低樂器的整体投影率,但效果不如主管的大小。 然而,口罩和領管的交接點是温度極度下座位問題的常见源頭 — — 冷口罩在溫度下會很緊,而這會造成空氣泄漏。

玩家在變異的氣候下表演, 通常會保留兩個口徑: 一個是輕點的快速暖和, 另一個是重點的, 一個是穩定的投球, 隨著樂器溫度的提高。 這在專業的管弦樂手中尤其普遍,

溫度壓力下的防波器和滑行機械

阀門和滑動是銅器中最機械敏感的部件。 它們依靠強耐力( 通常小於0.05 mm) 和 适当的润滑。 溫度會影響金屬尺寸和润滑油粘度。 在 10 °C 下, 大部分石油阀門油都加厚, 造成阀門動作慢; 在冰冷下方, 它們完全可以凝固。 合成油的操作範圍更寬, 一般會降到 - 20 °C , 但即使在極冷時也失去效能 。

高溫(35°C以上)的油脂稀疏,可能會耗盡,使阀門干燥,容易刮傷。在夏天,硅酮基的通風油會變粗,使滑行感到松散,需要频繁的重新施用。阀門外壳和活塞的相互作用很关键。 銅套比镀镍或摩納爾活塞的膨胀快,有可能导致捆綁。 蒙納(一种镍套合金)因膨胀系数低和防腐蚀性好而喜歡活塞阀。 法國角和 ⁇ 的旋轉阀常用,由于轉子的精確清潔,在寒冷的天气中也可以固定固定。

气候的润滑劑選擇

音樂家在多變的氣候下表演,

  • 冷氣(低于10°C): 使用薄的合成阀油(例如Hetman 1, Blue Juice)和輕滑油脂。避免水性润滑油,它可能會凍結和造成粘合。
  • 熱氣候(30°C以上):切換到更重的油(例如Hetman 2或3)和更厚的滑油油(例如Yamaha滑油 Grease)。每一次播放前重新使用 。
  • 想想在阀門彈簧和外壳上防腐蚀的治療方法

定期清洗和再透光是極溫的必經之處。 使用長音調的全體暖和在要求通路前均匀地分配润滑油。

湿度和凝聚的作用

溫度變化幾乎總是伴有潮濕變化。溫氣會持續更多的水分。當冷銅器進入溫暖潮湿的房間,所有表面都凝固成形,如管子、阀門根和滑行。水分會洗去润滑油、加速腐蚀,并在演奏中發出 ⁇ 聲。 導管和調滑的凝固尤其有問題,因为它會打斷氣體,引起 ⁇ 。

如果在演奏後凝固不消滅, 就會造成紅腐( 解毒) , 一种腐爛的樣子會在銅器上消滅, 留下一塊紅的、多孔的表面。 紅腐是不可逆的, 常常會導致管子和焊接部的漏水。 要減少這種情況, 音樂家每次使用後, 應該用擦拭或無污布擦干樂器內部, 尤其是在反差環境之間移動後。 有些玩家會在箱子裡存放一個擦乾的包, 吸收剩水。 現代合成的擦拭, 如Protec或Envy 擦拭, 对所有銅器都有效 。

腐蚀和长期穿戴

連續的凝固和干燥的周期在焊接和接合器上加速腐蚀。裝有漆漆或板片的末端的器械提供了一些保護,但內部總是暴露。 由專業技術師进行的全年清潔工作,包括超音速浴、取出沉淀物和再透光,可以大大延长樂器的生命。 也建議讓音樂家或那些在室外玩樂的人做中季清潔。

特定器械對溫度的反應

不同的銅器因設計、管長和演奏技術而具有不同的溫度敏度。

號角、柯奈特、弗萊格霍恩

這些裝置的管距相对较短(1.3–1.5 m), 且有小的孔径。 它們會因金屬質量低而快速應對溫度變化。 小號在演奏後10–15分鐘內就能達到平衡。 然而, 調音滑移的补偿有限。 吹號的玩家常常依靠浮雕和滑移調整來做微調。 比科羅小號( 长度的一半) 更敏感; 5 °C的變化可以轉動10分, 需要阀門-邊的選擇變化。 吹號的比丘爾角, 其比丘旋的比丘旋轉速稍慢, 但因它的低溫而不太容易受到極的搖擺。

特朗波

推力的長滑( 高溫度為2. 7 m, 低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低音的低

法語喇叭

角有锥形的粗糙和複雜的包裝, 雙角有大约4米的管。 宽大的管形使它們高度溫度敏感。 旋轉阀( 使用旋轉器和弦連接器) 在寒冷的天氣中會變得僵硬, 因為旋轉機機机制依赖于精确的清空 。 角的旋轉油在冬天常會更輕, 而在夏季會更重的油。 角上的調滑也很長, 以便有更大的調滑範度 。 有些玩家會帶一個小溫度溫度, 在調整前檢查環境溫 。

⁇ 和 ⁇

這些大型的樂器的管子最多( BBQ rota 中高达 9 m) 。 它們需要最長的溫度來繼續玩20 - 30分鐘。 它們的大型金屬質量落后於環境溫度變化, 造成室外表演中的投球不穩定 。 Tuba 玩家有時會使用調滑延伸器或專門口具來補充持冷氣引起的平坦 。 具有补偿系統的 euphonium 的敏感度稍低, 因為已經有额外的管子。 這些樂器的阀門很大, 需要更厚的润滑油, 以避免冷氣的慢化 。

溫度管理歷史方法

古代的润滑油和制造耐受性之前, 黃銅玩家必須有機智。 在18和19世紀, 冬季在室外表演的軍隊會用火把他們的樂器暖和, 或是用布裹住。 天然的特朗普和角玩家會使用預熱的騙子(可分辨的管子)來調整調整, 這種做法需要帶多個騙子來換不同的溫度。 19世紀的調整滑動是直接應對飛彈的調整需要而不會改變騙子。

喇叭與早期的阀門樂器的機制不可靠; 冷氣常常會使阀門黏住或漏水。 玩家在演奏前會把暖氣吹入樂器, 有些玩家會用油燈來暖化金屬。 如今, 材料科學已經給我們帶來了更好的穩定性, 但基礎物理卻沒有變化。 了解這段歷史可以幫助現代音樂家理解耐心和暖化是不可商議的原因 。

改變溫度的实用維持程序

保持溫度波动的可靠性能 把这些防衛措施融入你的日常工作:

  1. 演奏前, 輕輕地在樂器中演奏5 - 10分鐘, 使金屬逐步變溫。 避免大聲演奏, 直到暖和之後, 因為快速擴張會使關節壓力很大 。
  2. [ [FLT: 0]] 玩動溫度的樣子 : [[FLT: 1] 在一個工作之前將樂器保存在一個受控的環境中。 突然的溫度震動比渐漸轉動更糟糕。 使用加法大小寫來隔離。 有些玩家會使用大小寫來做外隔離 。
  3. 使用特定溫度的润滑油: 切換到冬季和夏季油和油脂的品位。 保留備用润滑油。 用你打算使用的油在性能之前做阀門動作測試 。
  4. 檢查頻道調音: 溫暖後, 播放參考音( 如音樂會 BQQ) , 并按需要調整主調音滑行。 10– 15 分鐘後再重新檢查中效。 在室外条件下, 每20 分鐘檢查一次調音 。
  5. [ [FLT: 0] 每次使用後將樂器干 : [[FLT: 1] 特別是從溫暖的環境轉向冷冷的環境時, 內部會形成凝固。 每根枝都使用一個 ⁇ 。 柔軟的 ⁇ 可以讓所有銅器都輕鬆。 对于長袍, 抽筋布是有效的 。
  6. 一年兩次的專業修復: 在冬天和夏天之前, 由技師檢查和清理您的器械。 它們可以取代在極溫下更易受傷害的已磨损的感覺、 螺旋和泉水 。

室外表演的緊急修復器

若您必須在非常冷的情況下演奏( 低于 5 °C), 請考慮這些提示 :

  • 戴著薄手套,保持手溫度 同时保持對阀門的觸覺回應
  • 台上使用風罩或便携式加熱器,在器械周圍形成微气候.
  • 在演奏前先把暖氣吹到口腔中,
  • 接受部分音符可能需要另用指頭來調整。 在極冷的狀態下, 玩一個哑巴來減少氣流, 讓樂器保持溫暖 。

結論: 控制溫度變化

溫度變化是青銅音樂家的常年伴奏,它會影響金屬膨胀、润滑油粘度、氣體速度,甚至玩家的嘴唇灵活性。 通过理解這些效果背后的物理,選擇适当的润滑油,以及采取积极主动的維持習慣,玩家可以最大限度地减少干扰,并注重表達性能。

無論你是在未加熱的樂隊室裡演奏的學生, 或者是在夏季節日表演的遊樂喇叭手, 或是穿過寒冷的遊行的管子手, 關鍵是準備。 幾分鐘的自覺暖和周到的照顧可以拯救你免受入內頭痛和机械打嗝。 在關于銅器科學的深入讀習中, 請參考新南威爾斯大學布拉斯音學專頁[[[FLT: 1] 或制造商指導[ 巴赫的關注指令等資源。 对于音樂音學的熱效, 如[, 本文的溫效研究文件 , 提供了數量數量數據。 此外, 雅馬哈的樂器導, 提供了對銅器建造和维护的偉大的概述。

記住:你的銅器是一種精密工具,能對付環境。