Baiunov Strumenti Musicali Antichi
О сравнении подхода к акустическим музыкальным инструментам в наши дни и в ренессансно-барочный период ещё можно подискутировать. И пусть академисты отшлёпают меня мокрыми трусами, но я считаю, что тогдашние представления об акустике инструмента были более совершенными и близкими к природе и к человеку, а звук был гораздо более богатым и наполненным более тонкими нюансами, чем у современных музыкальных инструментов.
А вот технологии изготовления сплавов, а также производство средств для протяжки струн в XXI веке взлетели до космических высот в сравнении с теми временами.
На мои клавесины я струны изготавливаю сам, потому с этой темой знаком не по наслышке.
На правах кандидата химических наук сегодня я расскажу немного об особенностях латунных и стальных (железных) струн.
Итак!
1. У каждого материала для струн есть своя оптимальная область натяжений, при котором струны дают качественный звук. Эта область связана со свойствами сплава, из которого протянуты струны, и легко рассчитывается, исходя из натяжения разрыва сплава.
Вот почему на клавесине очень важно соблюдать настройки и предписания, рекомендованные производителем (если, конечно, последний грамотно рассчитал мензуры и правильно подобрал диаметры струн).
При нарушении рекомендованных натяжений струны могут либо давать очень неприятный тембр или начать рваться (если натянуто сильнее рекомендованного предела), либо теряют тембр и громкость (если натянуто ниже).
Укорочение струны не компенсирует тембр увеличением диаметра струны.
Резкость и «металличность» звука обусловлены нелинейными искажениями, на которые влияет эластичность струны. Чем более мягкий и эластичный сплав, тем более мягкий и чистый тембр. Более жёсткий и хрупкий сплав даст более резкий и «металличный» тембр.
2. Сплав для клавесинных струн, который именуют на западе «мягким железом» (soft iron) на самом деле в терминах металлургии является мягкой низкоуглеродной сталью (примерно 0,1-0,3% углерода). Мягким железом он не является.
Путаница в терминологии возникает потому, что само понятие «сталь» и классификацию сталей ввели только в XIX веке.
Сталь — сплав железа с углеродом. Углерод всегда присутствует в восстановленном из руды железе. Его содержание наряду с другими примесями и компонентами сильно влияет на прочность и эластичность сплава, а значит — и на получаемый тембр.
Настоящее мягкое железо имеет очень низкое содержание углерода (менее 0,05%). Оно обладает более низкой прочностью, чем даже латунь.
Вы будете смеяться, но мягкое железо в промышленности используется для изготовления гвоздей и прочих стройматериалов.
Струны из такого мягкого железа дают очень тихий, тусклый и невзрачный звук, и не являются пригодными для установки на клавесин.
3. Высокоуглеродные стали, используемые для производства струн большинства академических музыкальных инструментов (фортепиано, ладовые инструменты типа домры и т.д.), начиная с XIX века и по наши дни имеют очень высокую прочность и низкую эластичность.
Они дают большое количество нелинейных искажений, что приводит к очень резкому и неприятному тембру (многие из вас слышали, как звучат на Нойпертах и Линдхольмах струны марок Röslau или Meine). Для исторических моделей клавесина эти струны непригодны.
Также по этой же причине непригодны для установки на клавесин и струны из фосфорной бронзы, которая в сравнении с латунью (о латуни — читайте далее) имеет большую прочность и меньшую эластичность (большую хрупкость).
4. Сейчас я немного расстрою ярых фанатов идей аутентизма, но все марки стали, из которых делают современные клавесинные струны — тоже современные. Без малейшего намёка на историчность)))
В отличие от протяжки струн, которой может заниматься каждый китаец в соседнем общежитии, ведь это не намного сложнее, чем катать чайные листы для улуна (правда, улун в его исполнении будет иметь несравнимо более высокое качество, чем струны), производство качественных однородных и чистых сплавов является очень трудным процессом, требующим серьёзных технологий. Это можно понять, лишь взглянув на масштаб предприятия, который называется металлургическим комбинатом.
При финансовых потоках современной клавесинной отрасли открытие производства «исторических сплавов» является крайне нерентабельным делом. Поэтому всякие указания на струнах «историческое мягкое железо» — это то же самое, что надпись «натуральный» на пакетике сока.
Но есть и положительный момент — современных марок стали так много, что из них можно без труда выбрать те, которые подойдут на исторические клавесины по мензурам и дадут максимально благоприятный тембр.
Марка стали у каждого производителя клавесинных струн своя (и редко кто раскрывает её).
5. Латунь является двухкомпонентным сплавом меди и цинка (Cu-Zn).
В отличие от сталей, наличие примесей в латуни не даёт такого разнообразия свойств, поэтому современные латуни в меньшей степени отличаются от тех, что были в то время.
В этом отношении с аутентичностью латунных струн всё немного попроще))
Если более не углубляться в химию и физику, то цинк создаёт в латуни увеличение прочности при ковке или протяжке.
Сама по себе чистая медь не увеличивает прочность в процессе протяжки или ковки и не является пригодной для изготовления струн. Позже медную проволоку стали использовать в производстве струн для изготовления канители.
6. Наибольшая прочность латуни появляется при содержании цинка 37% (в российской классификации наименование этой марки — Л63), а наибольшая эластичность — при 32% цинка (марка Л68).
На западе для изготовления струн чаще всего используют латунь с 30% цинка (Л70) по причине её большей распространённости.
В России больше распространены марки Л63 и Л68.
Л63, 68 и 70 по причине желтого оттенка называют «жёлтой латунью»
7. Для басовых струн на клавесинах северных традиций используют более мягкую и плотную латунь с низким содержанием цинка (10-20%). Эта марка латуни называется «томпак». В виду её красного близкого к меди цвета её ещё называют «красной латунью».
Это делается для того, чтобы снизить предел прочности струны, что делает струны более пригодными при более низких натяжениях без увеличения нелинейных искажений. А большая в сравнении с жёлтой латунью плотность даёт басовым струнам более массивный звук.
В итальянских традициях красную латунь почти не использовали.
8. Сталь более прочная (натяжение разрыва более 120 Н/мм2), чем латунь (67-75 Н/мм2). Латунь более плотная (плотность 8,7 г/см3), чем сталь (плотность 7,6-7,9 г/см3 в зависимости от марки).
Из этого следует:
— Латунные струны короче стальных на одинаковых нотах при настройке в оптимальные натяжения.
— При одинаковой настройке латунная струна звучит массивнее, громче и длиннее, чем стальная той же длины.
— Тембр латуни более мягкий и круглый, чем тембр стали.
Но латунь даёт гармоники, благодаря которым можно достичь большей яркости и читаемости. Зато на стальных струнах можно получить характерное «серебро» (технари, простите за странный набор слов).
9. Сплавы имеют свойство стареть со временем (а тем более под натяжением). Струны вытягиваются, а внутри и на поверхности металлов происходит коррозия.
Внутри латуни происходит процесс, который называется межкристаллитной коррозией. Со временем структура латуни становится неоднородной. Латунь становится более хрупкой и твёрдой, что приводит к увеличению звонкости струны и появлению треска в тембре.
Поэтому латунные струны больше склонны к разрывам в процессе старения.
Кроме того, латунь не любит множественных резких перепадов в натяжении.
Поэтому если вам захочется несколько раз поднять и опустить строй клавесина, не удивляйтесь, если латунные струны вам устроят флешмоб с массовыми разрывами.
10. Сталь не так сильно хрупчает со временем, а её пластичность и прочность позволяют более безразрывно переносить всякие «перестройки». Но и стальные струны лучше не подвергать перепадам натяжения.
В процессе старения сталь приобретает неприятный «электронный» характер гармоник.
Струны из простых сталей без легирующих добавок сильно подвержены образованию ржавчины (высокая влажность воздуха этому способствует дополнительно), что приводит к разрывам.
А какие струны предпочитаете вы:
Латунь с её теплотой, «колокольностью», прямолинейностью, яркостью и открытостью?
Или сталь с её строгостью, «серебристостью», загадочностью и сдержанностью?
(данный материал является собственностью Александра Баюнова. Ссылка на автора при использовании обязательна)
Всё о цветных металлах и сплавах (бронза, медь, латунь и др) 