Материал для молоточков пианино
Одна из самых «больных» проблем фортепианного мастера, работающего в музыкальных учебных заведениях — как уберечь от износа новые и относительно новые молотки и как их отремонтировать, если они уже сильно изношены, не раз шлифованы и пробиты почти или совсем до керна. По строгим правилам искусства технического обслуживания фортепиано в последнем случае молотки или только их головки следует заменить новыми. Однако много ли найдется обычных музыкальных учебных заведений на просторах бывшего СССР (ведущие консерватории — не в счет), способных наскрести в своих бюджетах пару сотен долларов на новый затц молотков, особенно, если речь идет не о главном рояле на сцене большого зала, а о рядовых инструментах — «рабочих лошадках», на которых игра не прекращается с раннего утра до позднего вечера ежедневно?
Очевидно, что болезнь проще и дешевле предупредить, чем лечить. Давно известен и довольно широко применяется способ оклейки молотков замшей. По моим наблюдениям, хорошая прочная замша на интенсивно эксплуатируемом инструменте служит до износа 5-7 лет (в редких случаях — до 10 лет), обычная — 2-4 года. Оклеенный замшей молоток практически не изнашивается (речь идет о только фильце молотка, а не о капсюле — последний изнашивается независимо от оклейки головки). На домашнем инструменте замша служит немного дольше. Но рано или поздно замша пробивается насквозь, и с этого момента начинается обычный, уже ничем не сдерживаемый износ молоткового фильца.
Анализируя с разных точек зрения вносимый замшей эффект, можно отметить ряд недостатков, органически присущих этому материалу. А именно:
- Замша — материал дорогой и дефицитный. Хорошей замши в последнее десятилетие мне и вовсе не попадалось.
- Замша — материал очень разнородный и непостоянный, ее свойства сильно варьируют от куска к куску, даже в пределах одного куска его разные участки имеют разную толщину и плотность, по-разному растягиваются, линия наибольшего сопротивления растягиванию в разных фрагментах ориентирована по-разному.
- Замша легко деформируется. При этом, растягиваясь в одном направлении, она сжимается в направлении перпендикулярном.
- Замша сильно изменяет тембр инструмента, придает ему специфическую сиплость, при ударе оклеенного замшей молотка о струны слышно характерное «пришлепывание», вызванное спецификой механических свойств относительно толстого слоя замши.
- Раскрой и наклейка замши — трудоёмкий и долгий процесс, требующий терпения, аккуратности, особой сноровки.
- Частичная замена изношенной замши (переклейка только износившихся полосок) не рекомендуется, так как подобрать новую замшу с теми же свойствами, что и у старой, скорее всего не удастся, единство тембра инструмента будет нарушено.
- Интонировка оклеенного замшей молотка почти невозможна: для смягчения тембра оклеенный молоток нужно буквально изрешетить уколами, а добиться большей яркости у тускло звучащего молотка под замшей мне не удавалось вообще.
- Срок службы замши явно недостаточен.
Всё перечисленное наводит на мысль: а нельзя ли подобрать иной материал для оклейки молотков, без этих недостатков? Этот материал должен обладать следующими свойствами:
- быть недорогим и доступным;
- обладать однородностью и стабильностью свойств, как в одном куске, так и в разных партиях;
- обладать достаточным сопротивлением к растяжению в рабочем и перпендикулярном направлениях, желательно также, чтобы растяжение в рабочем направлении не сказывалось на размере лоскутка в направлении перпендикулярном;
- по возможности не изменять тембр (если и изменять — то только в лучшую сторону) и не вносить в звучание инструмента посторонних призвуков;
- быть удобным в работе, допускать применение приёмов, экономящих силы и время;
- позволять частичную замену только изношенных участков затца;
- оставлять возможность интонировки оклеенного молотка;
- служить до износа и необходимости замены лет 10 или больше.
Всеми перечисленными свойствами обладает широко распространенный материал — ткань простейшего ситцевого переплетения с составом «хлопок-лавсан» в пропорции 35/65. Такая ткань часто употребляется на мужские рубашки, выглядит как обыкновенный ситец, но не требует глажения после стирки.
В 2000 г. в алматинской ЦМШ мне пришлось обслуживать очень неплохую от природы, но сильно изношенную большую концертную «эстонию» начала 70-х годов, со швандеровской механикой, на которой начиная с середины 2-й октавы и выше фильц на молотках был пробит почти, а кое-где и совсем до дерева. Заменять молотки было нечем, и я решил наклеить на совсем сношенные головки толстую мягкую кожу, но упрятать ее не под замшу, как я делал раньше в таких же безвыходных ситуациях, а под альтернативный материал — хлопко-лавсановую ткань. Для пробы я оклеил несколько молотков этой тканью в разных регистрах (в дискантах — с подклейкой слоя толстой кожи) и долго играл на рояле, вслушиваясь в произошедшее изменение тембра оклеенных молотков. Убедившись, что хуже не стало, решился на полную оклейку.
Раскрой лоскутков ткани — дело тоже кропотливое, но гораздо более производительное, чем в случае замши: не нужно тянуть кусок в разных направлениях, пытаясь определить ось наибольшего сопротивления. Уток и основа такой ткани одинаковы, поэтому можно просто нарезать полоски вдоль нитей. Не нужно и прикидывать запас ширины полоски в расчете на ее сужение при растягивании вдоль: как ни тяни полоску ткани, она от этого уже не станет. Поэтому кроить надо точно по ширине молотков с запасом не более 0.5 мм.
Удобно заготовить сразу десятка два ленточек длиной 10-20 см и приклеить их к молоткам сначала только одним концом. К моменту окончания работы с последней из них, склейка на первой уже вполне окрепнет, и можно будет приклеивать второй конец полоски с необходимым натяжением. Закончив работу с этими 10-20 молотками, обрезаем излишек ткани острым ножом по кромке проклеенного места, стараясь не порезать фильц. Обрезки ленточек используем для оклейки следующей партии молотков.
Для оклейки лучше всего использовать клей ПВА: благодаря его бесцветности место склейки выглядит достаточно аккуратно, несмотря на то, что клей пропитывает ткань насквозь. Для предотвращения опадания нитей кромок ткани достаточно после оклейки прогладить кромки полосок довольно горячим утюгом (терморегулятор в положении «хлопок»), чтобы слегка оплавить концы поперечных нитей полоски ткани.
Таким способом я всего за 4 часа работы оклеил весь затц молотков упомянутой «эстонии», причем во всей верхней половине диапазона пришлось подклеивать и кожу. Результат был весьма удовлетворительный: тембр рояля, ранее резковатый, слегка смягчился, максимальная громкость, ранее явно чрезмерная для небольшой комнаты, оказалась теперь подходящей, появилась возможность, ранее недостижимая, легко управлять оттенками тихой игры вплоть до тончайшего пианиссимо. Интонировка оклеенных молотков (кроме, разумеется тех, на которых под ткань была наклеена кожа) оказалась вполне достижимой, причем наличие ткани как бы и вовсе здесь не замечалось. Самое интересное, что даже молотки с подклеенной под ткань кожей совсем не выпадали из общего тембрового строя инструмента: характерный для такой оклейки при замшевом верхнем слое «деревянный» тембр отсутствовал, была лишь чуть заметная тускловатость и меньшее различие окраски звука в пиано и форте.
Вскоре я тем же способом оклеил еще два рояля: один — пожилой салонный «фёрстер» в этом же классе и маленький сильно изношенный «красный октябрь» в консерватории — в последнем случае также с подклейкой кожи в верхних дискантах.
На сегодня, по истечении 10 лет, состояние такое: ни единой отклейки, износ ткани практически отсутствует, достигнутый тембр стабилен. С тех пор во всех случаях, когда требовалась оклейка молотков, я использовал только ткань.
Если вновь обратиться к сформулированным выше требованиям к заменителю замши, то из сказанного ясно, что хлопко-лавсановая ткань уже прошла испытание по всем пунктам. И даже если ткань со временем все-таки износится, ее замена — хоть на одном молотке, хоть на десятке — не составит заметного труда, а свойства новой полоски, которую придется наклеить на молоток вместо старой, будут вполне соответствовать общему строю молотков, даже если новая полоска будет выкроена из совсем другой партии этой ткани.
Анализируя поведение оклеенного молотка в момент удара о струны и сравнивая свойства замши и хлопко-лавсановой ткани в качестве материала оклейки, можно установить следующее:
- Замша обладает заметной толщиной и массой, поэтому в процессе взаимодействия молотка со струнами в течение первых долей миллисекунды происходит удар поверхности замши о струны, сжатие замши и только затем начинают проявляться упругие свойства фильца молотка. Момент удара как бы расчленяется на три фазы: начальный контакт, сжатие замши, сжатие фильца. Только последняя из этих фаз формирует свойственную роялю форму импульса силы, передающего энергию от молотка струнам, две первые фазы вносят в эту форму характерные искажения, что и сказывается на качестве тембра. Есть основания полагать, что и в момент отскока молотка от струн замша при освобождении и разжатии успевает как-то воздействовать своим ворсом на струны. Ткань же — материал тонкий и в сравнении с массой молотка практически невесомый. Сжимается (и разжимается) она быстрее замши минимум во столько раз, во сколько тоньше ее. В сжатом состоянии ткань сохраняет высокую эластичность, не мешая фильцу сжиматься так, как он сжимался бы, не будучи вовсе оклеенным. Благодаря этому форма импульса силы удара молотка остается практически той же, что и у неоклеенного молотка, тембр изменяется (смягчается) в минимальной степени, посторонние призвуки и искажения тембра отсутствуют.
- Оценим меру предохранения молоткового фильца от износа. В случае замши ее толстый слой заметно уменьшает деформацию волокон фильца и тем самым эффективно снижает вероятность их разрыва, потери их упругости и нежелательного уплотнения участков, непосредственно противостоящих струнам. Ткань в этом отношении уступает замше: она тоньше и сжимается «до упора» значительно раньше. Но резкое различие свойств замши в продольном и поперечном направлениях и практически полное отсутствие такого различия у ткани приводят к тому, что преимущество замши оказывается несущественным. Даже свежая, неизношенная замша оказывает малое сопротивление растяжению полоски в поперечном направлении. В результате струна, хоть и «обернутая» замшей, имеет возможность врезаться в тело молотка достаточно глубоко и воздействует только на малый участок поверхности фильца, находящийся непосредственно под ней. Старая, пусть даже еще не пробитая насквозь замша еще слабее в этом отношении. Ткань же, благодаря своей высокой упругости в поперечном направлении распределяет усилие удара струны на гораздо большую площадь поверхности головки молотка, едва ли не на всю ее ширину (аналогия: натянутый брезент кровати-раскладушки). Вследствие этого износ фильца под тканью оказывается более равномерным по ширине головки, а следовательно, очередная шлифовка молотка потребуется позже, чем в случае замшевой оклейки.
- Доступность хлопко-лавсановой ткани и невысокая трудоемкость работы с ней, малое и по преимуществу положительное ее воздействие на тембровые и игровые свойства инструментов позволяют широко применять такую оклейку как для новых, так и для средне и сильно изношенных молотков. Нежелательность такой оклейки может возникнуть только в случае недостаточно яркого тембра нового рояля, установленного в главном большом зале учебного или концертного учреждения. Однако можно быть уверенным, что после 3-5 лет умеренной эксплуатации такого инструмента фильц на его молотках неизбежно уплотнится, тембр станет ярче и жестче, поэтому уже не только не пострадает от тонкого слоя легкой ткани, но даже напротив, станет мягче и благороднее, оклейка как бы вернет молотку его изначальные свойства. Скорость же износа весьма дорогих молотков концертного рояля будет уменьшена едва ли не на порядок.
С учетом всего сказанного, я могу смело порекомендовать описанный метод предупреждения износа, а также ремонта молотков для всех инструментов — как роялей, так и пианино, как домашних, так и концертных.
Источник
Устройство пианино
Из многочисленных разновидностей фортепиано, существовавших с момента возникновения этого вида струнного клавишного ударного инструмента (начало XVIII века), до наших дней дошло только две: рояль и пианино. Об устройстве рояля мы говорили в предыдущей заметке, настало время понять устройство пианино.
Рояль и пианино
Рояль можно считать прямым продолжением развития молоточкового фортепиано. В нем сохранились многие отличительные признаки характерные его предшественникам: крыловидный корпус и горизонтальное расположение струн, конструктивные особенности механики и др.
Пианино же было почти изобретено заново – на рубеже XVIII-XIX веков филадельфийским мастером Джоном Айзеком Хокинсом (Hawkins). Правда, пианино имело богатую предысторию в виде различных форм вертикальных клавиров, начиная от так называемого клавицитериума (клавесин с вертикально расположенными струнами и корпусом, XVI в.) и заканчивая разнообразными формами фортепиано конца XVIII века (т.н. «пирамидальные», «жирафовые» фортепиано и т. п.)
Главное конструктивное отличие пианино заключается в вертикальном расположении струн, деки и механики. И, как следствие, – малые габариты и компактность, удобство вписать инструмент в интерьер, относительно дешевое производство и, соответственно, умеренная стоимость. Одним словом, само название инструмента говорит за себя: «пианино» с итальянского pianino – как уменьшительная форма от piano[forte]. Лайт версия фортепиано.
Устройство пианино будем рассматривать по шести главным составляющим: Клавишный механизм, Резонансная дека, Стальные струны, Чугунная рама, Деревянный корпус и Педали.
Клавишный механизм
Клавишный механизм пианино состоит из собственно клавиш (как правило, их 88, хотя может быть и 85), молоточков, демпферов и системы передаточных рычагов – так называемой фортепианной механики. Как и в рояле механика пианино занимает ключевое значение в устройстве инструмента, делая из него форте-пиано, т.е. инструмент способный передавать различные динамические оттенки, плавно переходить от forte к piano и обратно.
При этом конструкция механики по своей сложности (обилию деталей, частей и различных используемых материалов) может лишь немногим уступать рояльной. Так, к примеру, в нажатии клавиши пианино принимает участие коло 70 деталей, при этом в общей сложности в механике пианино можно насчитать до 6000 частей.
Современная механика пианино была разработана лондонским мастером Робертом Уорнумом (Wornum), получившим патент в 1842 году, этот год можно считать моментом рождения современного пианино.
Все особенности механики пианино, как и следовало того ожидать, связаны с вертикальным ее расположением. При этом, так же как и в рояле, в ней присутствуют все основные элементы первого молоточкового фортепиано работы легендарного итальянского мастера Бартоломео Кристофори, создателя знаменитого Gravecembalo col piano e forte.
Особенностью механики пианино помимо всего прочего стало использование специальных оттягивающих ленточек (бентиков), обеспечивающих с одной стороны связь фигуры и шпиллера, с другой – правильную репетицию молотка; а также устройство системы демпферов.
Ниже приводится подробное описание работы механики пианино.
При нажатии на клавишу ее задняя часть поднимает фигуру молоточкового механизма (1) вверх вместе с подвижно закрепленным на ней шпиллером (2). Шпиллер передает движение еще выше – на шультер (3), в результате чего молоточек (4) начинает движение в сторону струн.
Непосредственно перед самым моментом удара молоточка по струнам передача силы удара с клавиши через фигуру и шпиллер на шультер прерывается. Это происходит благодаря короткому плечу шпиллера (5), заставляющему шпиллер (2) отклониться и выйти из-под шультера (3), в то время как клавиша, на которую мы нажали, продолжает движение вниз.
Ударив по струнам, молоточек отскакивает назад и где-то после трети обратного пути он подхватывается фенгером (7) за контрфенгер (6) расположенный на шультере. Этому движению назад способствует предварительно натянутая пружина шультера (8). Бентик (9) соединяет шлейф бентика (10) с контрфенгером (6).
Репетиционные возможности механики пианино отличаются от таковых в рояльной механике, помимо всего прочего тем, что клавишу пианино нужно полностью отпустить, прежде чем можно будет осуществить следующий удар. Именно поэтому пианисты предпочитают играть на рояле, механика которого оснащена механизмом двойной репетиции. Правда, в наше время был создан ряд новых конструкций, в которых почти все пружины механики пианино заменяются магнитами. В результате чего удалось получить выразительное туше и хорошую репетицию, существенно приблизив тем самым игру на пианино к роялю, у некоторых производителей такая механика пианино прямо называется рояльной.
Демпфирующий механизм располагается под молоточками перед струнами. Пружина демпфергальтера (11) обеспечивает достаточное давление прижима, чтобы заглушить звучание струн. На верхнем конце демпфергальтера располагается демпферная колодочка (12). Сила удара по клавише передается через фигуру (1) и демпферную ложку (13) на нижний конец демпфергальтера, в результате чего демпферная колодочка отходит назад, позволяя струнам резонировать.
Описанная система демпферов, так называемая нижнедемпферная, была изобретена уже в первой половине XIX века. Сегодня она используется во всех механиках пианино. Ранняя форма системы демпферов, которая правда применялась вплоть до 20-х годов XX века, имела название верхнедемпферная. В этой системе демпферная колодочка располагалась над молоточком в верхней точке струнного хора, и как следствие система отличалась весьма посредственным глушением, что особенно заметно при игре стаккато.
Вот видео, на котором наглядно показано, как работает механика пианино:
Резонансная дека
Резонансная дека обеспечивает силу и богатство звучания пианино. Представляет она собой деревянный щит, который располагается под струнами инструмента, внутри его корпуса, приклеенный к футору. Дека пианино изготавливается из ели (бывают, правда, исключения). Необходимый размер деки получается за счет склеивания дощечек ели в прямоугольный щит, толщина которого около 1 см.
Для того, чтобы обеспечить сопротивляемость натяжению струн (в пианино оно достигает 16 тонн), а также для распределения энергии колебаний по всей площади резонансной деки, последней придают куполообразность с обращением в сторону струн, за счет приклеивания специальных ребер жесткости «рипок», которые застругиваются по приклеиваемым поверхностям дугообразно, чтобы придать деке необходимую форму, и сужаются к концам, чтобы придать ей эластичность.
Еще к деке приклеивается «штег» – подставка для струн, посредством которой колебание от последних передается уже самой деке. Особенность басового штега пианино, как и малых роялей, заключается в наличии так называемого мостика штега, за счет которого удается значительно выше перенести точку соприкосновения штега с декой от края последней (невыгодного в плане резонанса места). Сам штег может быть изготовлен как из массивной древесины, так и из многослойной.
Стальные струны
Источником звука в пианино являются стальные струны. Совокупность струн каждого отдельного тона принято называть «струнным хором», при этом в пианино вверх по диапазону, как правило от нот e-es (в малогабаритных может быть от gis) хор состоит из трех струн, в нижнем регистре – по две, а самые низкие ноты имеют в хоре всего лишь по одной струне. Современная стальная проволока обладает очень высоким качеством по всем параметрам: прочность, чистота поверхности, упругость и однородность.
Чтобы не делать струны для низких звуков чрезмерно длинными, используют так называемые витые струны – на тонкую основную струну (керн) навивают мягкую медную проволоку. В результате чего достигается толщина необходимая для получения низких звуков, при этом сохраняется необходимая эластичность струн.
В общей сложности струнная одежда пианино будет насчитывать около 2.5 кг стальной и 3 кг медной проволоки.
Струны, проходя через штег, одним концом закрепляются на настроечном колке (вирбеле), другим – на рамном штифте. Рабочий участок струны ограничиваются с одной стороны струнным порожком (клангштабиком) с прижимным каподастром или аграфом, с другой – штегом.
С середины XIX века, для более рационального использования пространства внутри инструмента, а также для равномерного распределения натяжения по поверхности рамы, струны стали протягивать крест-накрест друг над другом. В рояле это нововведение стало применяться с середины XIX века, в пианино же перекрестная система стала использоваться только спустя многие десятилетия позже, поскольку ее применение на первых порах серьезно ухудшало акустические свойства инструмента.
Чугунная рама
Чугунная рама – одна из важных составных частей пианино. Ее основная функция заключается в том, чтобы принимать на себя суммарное натяжения струн инструмента, которое в пианино может превышать 16 тонн.
Первоначально эту роль своеобразного остова инструмента выполнял футор, но постепенно рама все больше и больше стала принимать на себя силу натяжения струн. Первое время чугунная рама была упорной, без верхней обвязки, доходила только до вирбельбанка. С 1930 года появились конструкции так называемых «панцирных» рам для пианино, позволяющих вовсе отказаться от футора, за счет чего удалось существенно уменьшить глубину инструмента.
Вес чугунной рамы пианино может достигать 80 кг.
Деревянный корпус
Деревянный корпус пианино вмещает в себя все перечисленные до этого компоненты. Состоит он из футора с приклеенными к нему сторонками и цокольным полом, и всех съемных деталей.
Футор представляет собой стабильную деревянную основу инструмента, включает в себя балки и шпрейцы футора (массивные распорки), постель деки (кромка футора для приклеивания деки). Служит местом крепления деки и чугунной рамы. Как правило, футор пианино изготавливается из сосны, постель деки из бука или граба.
Помимо прочих важных компонентов пианино, расположенных в его корпусе, здесь же к футору приклеивается и так называемая колковая доска (вирбельбанк), с просверленными в нем отверстиями и вбитыми в них настроечными колками (вирбелями), поворачиванием которых производят настройку инструмента. Современный вирбельбанк склеен минимум из трех или пяти слоев твердой древесины.
Поскольку фортепиано является в некотором смысле и предметом интерьера, наружная отделка корпуса пианино, его оформление часто несут на себе элементы дизайна и воплощение смелых художественных замыслов. Такой подход существовал всегда, хотя с середины XIX века и особенно в XX веке инструменты стали приобретать более скромную и строгую внешность. На сегодняшний день некоторые фирмы могут изготовить корпус инструмента по эскизам самого покупателя.
Педали
Педали пианино представляют собой устройства рычажного типа, управление которыми осуществляется ногами. Первым, кто был упомянут в связи с изобретением педалей фортепиано, был Адам Бейер из Лондона, который в 1781 году получил патент на педаль «форте» (правая педаль).
Современное пианино в большинстве своем имеет две или три педали.
Правая педаль отодвигает весь комплект демпферов от струн, так что после отпускания нажатых клавиш соответствующие струны продолжают звучать, при этом все остальные неприглушённые струны начинают резонировать, что делает звучание более полным. Поэтому правую педаль не совсем верно еще называют педалью «форте».
Левая педаль сдвигает молоточки к струнам примерно на одну треть или половину их хода, сокращая между ними расстояние. Таким образом уменьшается сила удара молоточков по струнам и облегчается игра пианиссимо. В отличие от рояля, использование левой педали на пианино не влияет на тембр.
Средняя педаль может иметь разные функции. В большинстве случаев она управляет модератором, но также это может быть и педаль «состенуто», хотя подобная функция в пианино встречается достаточно редко.
Модератор представляет собой полоску мягкого войлока, вдвигаемого между молотками и струнами, за счет чего происходит существенное глушение звука, которое может пригодиться, например, во время упражнений. Педаль «состенуто» служит для фиксации в приподнятом состоянии той части демпферов, которая уже была приподнята к моменту нажатия педали.
В некоторых пианино с верхнедемпферной системой можно было с помощью педали сдвигать в сторону всю механику (кроме демпферов), в результате чего молоточки ударяли не по всем струнам хора, как это происходит в современном рояле.
Раньше нередко в пианино использовался так называемый клавесинный эффект, также управляемый педалью. При нажатии педали короткие полоски фильца с укрепленными на их концах латунными скобками помещались между струнами и молоточками.
Схема устройства пианино
1. Механика
2. Резонансная дека
3. Стальные струны
4. Чугунная рама
5. Боковая стенка
6. Шпрейцы футора
7. Педали
8. Штег дискантовый
9. Штег басовый с мостиком
10. Рамные штифты
11. Рипки
12. Клангштабик с прижимным каподастром
13. Вирбельбанк (на рисунке находится за панцирной рамой)
14. Ролик или опорная колодка
15. Клавиатурный клап
16. Консоль
17. Крышка
18. Клавиатура
19. Вирбели
Источник