Как заставить трубу звучать

Если взять простую трубку - например кусок полого ствола бамбука или стебля камыша - и дунуть в нее без всяких ухищрений, звука не будет. Но вот мы направили поток воздуха не прямо в трубку, а наискось, чтобы он рассекался о край отверстия. Трубка зазвучала.

Что же произошло?

В трубки флейты Пана дуют так, чтобы воздух рассекался о край отверстия

В рассекающемся потоке воздуха возникли колебания. Они слабы и беспорядочны, в них много разных частот, так что это пока еще шум, а не музыкальный звук. Но воздушный столб в трубке в зависимости от своих размеров может колебаться, как мы уже знаем, с одной определенной частотой. И вот он выделяет эту частоту из массы других, отзывается на нее, и, резонируя, сам начинает колебаться. Причем сила этих колебаний, а значит, и громкость звука намного больше, чем шум рассекающейся струи. Так колебательный контур радиоприемника, настроенный на какую-то собственную частоту, выделяет из множества радиоволн, заполняющих эфир, такую же частоту нужной станции. И не только выделяет, но и усиливает ничтожно слабый сигнал, попадающий на антенный вход.

В поперечной флейте воздух рассекается о край отверстия, проделанного в боку трубки

Если у вас нет под рукой подходящей трубки, вы можете проделать опыт с обыкновенной бутылкой с узким горлышком, например из-под фруктового или овощного сока. Дуньте прямо в бутылку - послышится лишь шипение. А теперь дуйте наискось, направляя струю на край горлышка. И когда вы найдете правильное положение губ, раздастся ровный и достаточно громкий звук, который уже можно охарактеризовать как музыкальный, потому что он обладает не только определенной высотой, но и определенным тембром.

В этом же опыте вы наверняка приметите еще одно отличие воздушного столба от струны. Если защипнуть и отпустить струну, она еще некоторое время будет звучать без вашего участия, постепенно затихая. А воздух ведет себя по-другому: как только вы перестанете воздействовать на него, он умолкнет мгновенно.

В продольной флейте и свирели воздух проходит через специально сделанный канал и рассекается о заостренный край отверстия

Способ возбуждения воздушного столба, который мы рассмотрели, один из самых древних. Он неудобен: трудно выдерживать нужное направление струи, да и расход воздуха велик. Другой способ, который применяется и сейчас на оркестровых флейтах, заключается в следующем. Конец трубки забивается наглухо пробкой, а рядом с этим концом в стенке трубки сверлится небольшое отверстие. Музыкант прикладывает инструмент к нижней губе и дует в отверстие, но опять же так, чтобы струя воздуха рассекалась о его край. Этот способ, конечно же, удобнее, хотя и он требует навыка.

Мундштук кларнета и саксофона

Еще проще способ, который применяется, например, в свирели. Конец трубки тоже забивается пробкой, но уже фигурной, чтобы остался канал для воздуха. Канал направлен на заостренный край отверстия, проделанного в стенке трубки. В такую трубу как раз достаточно просто дунуть, чтобы возник звук, но... в оркестровых инструментах этот способ не применяется. Дело в том, что готовый канал для воздуха не дает варьировать направление струи, делает невозможными многие нюансы исполнения.

Все эти способы извлечения звука называются свистковыми. Здесь колебания возбуждаются струей воздуха, разбивающейся о препятствие. В некоторых духовых инструментах используются другие возбудители колебаний - язычковые.

Мундштук гобоя, английского рожка, фагота

Мы уже знакомились с язычками, когда говорили о ручных гармониках. Но там язычок - основа инструмента, именно он, обладая собственной постоянной частотой колебаний, рождает звук, а все остальное лишь усиливает этот звук и обогащает его тембр. А в духовых инструментах звучит воздушный столб, а язычок служит только для возбуждения колебаний в нем, поэтому и устроен он по-другому.

Если мы рассмотрим мундштук кларнета и саксофона, то увидим в нем снизу прямоугольное отверстие, закрытое тонким язычком, который делается из упругого тростника и поэтому называется тростью. Трость прилегает к отверстию неплотно, оставляя небольшой зазор. Когда музыкант берет мундштук в рот и начинает дуть, трость прижимается к отверстию и оно закрывается. Но какая-то часть воздуха успела пройти в трубу, прежде чем поток прекратился. Упругая трость вновь отгибается, открывая зазор, поток возобновляется, и снова трость прижимается к отверстию. И все это повторяется часто-часто. Трость колеблется, пропуская воздух в трубу короткими толчками. Собственной строгой частоты колебаний трость не имеет, но мундштук инструмента умело управляется губами и языком музыканта так, чтобы трость возбуждала колебания воздушного столба. Ясно, что и здесь не обойтись просто дутьем, иначе звук если и получится, то будет неустойчивым, прерывистым и не слишком приятным.

А у гобоя и фагота мундштук оснащен двумя тростями, которые прилегают друг к другу. Трости чуть выгнуты, поэтому между ними остается зазор. Напор воздуха прижимает трости друг к другу, но они благодаря своей упругости снова принимают первоначальное положение, открывая зазор, и все повторяется снова. Обращение с таким мундштуком не менее сложно, чем с предыдущим.

Мундштук валторны

Но вот мы разглядываем мундштук медного духового инструмента, например фанфары, и не видим в нем никаких тростей. Нет и заостренных краев, о которые мог бы рассекаться воздух. Понятно, почему при обычном дутье мы можем услышать разве что шипение. Но музыкант использует в качестве вибратора собственные губы, складывая их примерно так, как сложены трости в фаготе или гобое, а углубление мундштука лишь помогает это сделать. Такое определенное положение губ при игре называется амбушюром, а инструменты - амбушюрными.

Теперь ясно, наверное, что в трубу дуют не для того, чтобы воздух из легких музыканта прошел сквозь нее. Да это и невозможно в некоторых случаях: объем наших легких равен примерно четырем литрам, и если мы сравним его, например, с объемом баса-геликона, то сразу поймем, что продуть эту трубу за один прием никак не удастся. При игре на любом типе духового инструмента дыхание музыканта лишь помогает возбудить колебания того воздуха, который уже есть в трубе.