Уголок музыканта-исследователя

О борьбе с тростями

Музыканты, играющие на духовых инструментах с одинарной тростью (кларнет, саксофон, и пр.) часто сталкиваются с проблемой приобретения тростей. И дело не в том, что негде их купить, благо времена советского дефицита уже давно прошли, а в том, что, по всеобщему наблюдению, из десяти тростей в пачке нормально играют только две-три. В Сети даже появляются шутки на тему "лотереи" при покупке тростей.

С другой стороны, имеется достаточное количество публикаций весьма авторитетных авторов на тему разыгрывания и заточки одинарных тростей, однако приводимые в них рекомендации зачастую представляют собой достаточно длиный список плохо систематизированных правил, трудных для понимания начинающим духовиком, и, следовательно, трудно применимых на практике.

В данной публикации представлена попытка разобраться с работой трости и выработать основные приемы ее заточки и подгонки.

Как работает одинарная трость?

Формирование звука в тростевых инструментах происходнит следующим образом: колеблющаяся трость формирует прерывистый поток воздуха, который, в свою очередь, возбуждает резонанс в стволе инструмента. Таким образом, трость и ствол являются связанными колебательными системами, каждая из которых имеет свою резонансную характеристику.

Резонансные характеристики трости и ствола (упрощенно)

Точка пересечения резонансных кривых определяет частоту f0, на которой происходит звукоизвлечение. При изменении давления на трость, ее резонансная кривая смещается в сторону, что вызывает некоторое изменение частоты звукоизвлечения.

Если резонансные частоты трости и ствола очень далеки друг от друга, звукоизвлечение оказывается затрудненным. Это выражается, в лучшем случае, в плохом отклике трости, а то и вовсе ее в "залипании" (часто наблюдается у жалеек).

Резонансная характеристика ствола определяется его размерами (длина, диаметр сверления), а также состоянием атмосферы (температура, давление, влажность). Единственным из этих параметров, на который может влиять музыкант, является длина ствола, которую можно изменять, открывая и закрывая игровые отверстия инструмента.

Резонансные свойства трости определяются ее формой, упругостью, и распределением плотности. Два последних параметра определяются свойствами природного материала, из которого изготовлена трость. Что же касается формы, то ее можно изменять путем подтачивания, и таким образом влиять на резонансные свойства трости.

Чтобы не вдаваться глубоко в физические аспекты колебаний трости, достаточно приближенно представить ее в виде колебания некоторой массы M на упругой пластине длиной L. Упругость пластины определяется свойствами ее материала, и площадью сечения S в точке изгиба.

Три параметра M, L, и S определяют резонансную частоту следующим образом:

  • при увеличении массы M резонансная частота уменьшается
  • при увеличении плеча L резонансная частота уменьшается
  • при увеличении площади сечения S (т.е. жесткости) резонансная частота увеличивается

В случае реальной трости, масса оказывается распределенной по всему объему колеблющейся части трости, что существенно затрудняет задачу, однако, в первом приближении, можно представить себе, что вся она сосредоточена в центре масс колеблющейся части трости.

На трости могут быть разные участки, с разным соотношением параметров S, M, и L, и, следовательно, разными резонансными характеристиками. Каждый из таких участков удобен для исполнения в том или ином регистре.

Разные режимы колебаний одинарный трости

Изменяя точку прижатия трости к мундштуку, можно получать разные режимы колебаний:

  • На верхнем рисунке большая масса M при малом плече L, и при большой жесткости (определяется сечением S)
  • На нижнем рисунке - малая масса при большом плече и при малой жесткости.

Как показывает практика, в первом режиме (вверху) резонанс трости значительно сдвигается в сторону более высоких частот, что облегчает игру в верхних регистрах. Это тот случай, когда при переходе в верхний регистр стремятся засунуть мундштук поглубже в рот. На первый взгляд, это выглядит несколько парадоксально, поскольку плечо трости получается длиннее, и кажется, что звук должен понижаться, но здесь вступает в действие другой участок трости, где жесткость (сечение) трости больше, а центр масс расположен ближе к точке изгиба.

Если в пределах одного из режимов слегка менять давление на трость, будет по большей части изменяться плечо L. При более сильном давлении плечо уменьшается, что слегка сдвигает резонанс трости в сторону более высоких частот, и наоборот. Это позволяет обеспечивать более точную интонацию.

Материал трости

Из-за чего же получается "лотерея" при покупке трости? Дело в том, что у производителя регламентируются только профиль трости и ее жесткость.

Профиль определяется серией (у Vandoren это синяя, серая, черная пачка, и т.д.). Внутри серии у всех тростей профиль стандартный, по крайней мере, так декларируется у них на сайте.

Жесткость определяется после формирования их профиля трости путем измерения усилия на изгиб. По результатам изменения жесткости трости присваивается номер ("тяжесть").

При этом страшная наука сопромат утверждает, что резонансная частота трости определяется не только ее профилем и жесткостью, но и распределением ее плотности, а это распределение никак не регламентируется и вообще не измеряется, что не удивительно, поскольку материал используется природный, растущий нестандартно.

Вот и выходит, что "лотерея" при покупке трости - явление совершенно естественное, и удивляться тут не чему. Просто надо относиться к купленной трости как к заготовке, которую надо немного подточить.

Заточка и подгонка тростей

Цели и средства

Целью подгонки трости является придание ей необходимых резонансных свойств. Трость должна устойчиво резонировать в диапазоне частот, определяемом звуковысотным диапазоном инструмента. Хорошие резонансные свойства обеспечивают устойчивое звукоизвлечение, уверенную атаку звука, и наполненный обертонами тембр. При этом следует по возможности ограничить подгонку трости лишь небольшим подтачиванием чтобы не снизить ее общую упругость - не сделать трость "легче".

Упругость трости является ее главным ресурсом, который обеспечивает качество звукоизвлечения. В процессе эксплуатации упругость трости непременно снижается, поэтому при подгонке трости крайне желательно сохранить прежнюю ее упругость, придав при этом необходимые резонансные свойства.

Важно помнить, что трость в отличие от струны имеет не только длину, но и ширину, ее колебания имеют сложный характер. Отмечаются как продольные, так и поперечные колебания.

Колебания одинарной трости

Таким образом, если правый и левый края трости имеют разные резонансные характеристики, возникают проблемы ее балансировки, что негативно сказывается на качестве звукоизвлечения.

Вообще, поведение тростей на первый взгляд может показаться несколько странным. Причина в том, что мы по привычке оцениваем ее с точки зрения ее статических характеристик - размер, плотность, жесткость, и забываем, что работа трости - колебательный процесс, и многое зависит от того, насколько согласованы резонансные частоты трости и ствола.

Помнится, когда я в первый раз попробовал подточить трость (чтобы стала полегче), я честно сточил по всей ее поверхности немного материала, а когда попробовал на ней играть, был крайне удивлен тем, что по ощущениям она стала еще тяжелее!

Практика

Подгонку трости выполняют остро заоченным ножом, соскабливающими (не режущими!) движениями удаляя материал трости. Точить трость можно только с выпуклой стороны, избегая при этому удаления материала с середины ("сердца") трости, обеспечивающего ее общую упругость.

Прежде чем начинать какую-либо подгонку трости, следует проверить ее форму. Во-первых, проверим площадку трости.

Характерная деформация трости при пересыхании.

Часто из-за пересыхания трость выгибается в сторону верхней "корки". Это происходит из-за разной плотности материала трости со стороны площадки и со стороны "корки". В результате такой деформации трость неплотно прилегает к мундштуку, в зазор проходит воздух, из-за чего заметно увеличивается шипение, снижается отзывчивость трости, увеличивается тяжесть на продув.

В качестве возможного решения проблемы можно предложить достаточно радикальный способ борьбы с подобной деформацией - простое соскабливание ножом "пятки" трости чтобы выровнять площадку. "Пятка" трости не участвует непосредственно в звукоизвлечении, так что эта операция может быть выполнена достаточно просто.

Выравнивание площадки трости

В каком-то видео на Youtube предлагалось положить трость на наждачную бумагу, и так сточить неровности площадки, но мне такой подход кажется чересчур грубым - можно ненароком повредить рабочую часть трости.

Кроме площадки, неплохо бы проверить соответствие формы кончика трости и окна мундштука. Для этого надо прижать трость пальцем к мундштуку.

Весьма экзотическая причина шипения трости - несоответствие формы трости и окна мундштука.

После того, как проверили форму трости, надо проверить балансировку - одинаково ли звучат правый и левый край трости. Для проверки балансировки помещают мундштук в рот с наклоном вправо или влево, чтобы один край глушился, а другой звучал. Если одна и та же нота на разных краях трости звучит по-разному, необходимо подточить один из ее краев.

В-третьих, надо проверить резонансные свойства трости.

Параметры S, M, и L (см. рис. выше) по-разному влияют на резонансную частоту трости.

Если надо повысить частоту резонанса, можно понизить M или L. Для этого следует убрать немного материала трости где-то вблизи центра масс плеча трости (для данного участка).

Понизить частоту резонанса можно только понизив жесткость трости на данном участке через уменьшение параметра S. Для этого следует убрать немного материала вблизи точки отрыва трости от мундштука.

Чтобы определить, в какую сторону нужно сместить резонансную частоту трости, я в последнее время использую следующий метод:

  1. извлекаем звук в выбранном диапазоне, причем достаточно громко, чтобы он звучал устойчиво;
  2. резко уменьшаем силу дыхания (по сути, "бросаем" дыхание, как будтно воздух кончился), не изменяя при этом давления на трость, и смотрим, куда при этом смещается интонация (бывает, что смещается вниз, а бывает и вверх).

Когда уменьшаем силу дыхания, колебания трости становятся более свободными - ствол на нее меньше влияет. Трость в течение очень короткого времени продолжает колебаться по инерции, и, поскольку ствол не нее уже мало влияет, она начинает колебаться как ей "удобнее", а не как ей диктует ствол. Следует послушать, куда ее тянет - вверх или вниз. Если вниз, то собственная резонансная частота трости ниже, чем резонанс ствола, если вверх, то, соответственно, выше. Если резонанс трости слишком низок, надо его приподнять, если слишком высок, понизить.

Естественно, что настраивая таким образом резонанс для выбранного участка, мы влияем на резонанс на других участках диапазона. Это следует учитывать, поэтому настройка резонансов трости представляет собой поиск компромисса, чтобы трость хорошо отзывалась во всех регистрах.

На практике (по моему скромному опыту) удобно взять в качестве "опорной точки" нижнюю ноту регистра кларино - си первой октавы. Это приблизительно середина диапазона инструмента. Из-за того, что все клапаны закрыты, ствол имеет достаточно крутую резонансную характеристику, и трость порой плохо отзывается на этой ноте. Как показывает практика, если добиться хороших результатов на этой ноте, то и в остальных участках диапазона все будет более-менее нормально.