Как нагнетается воздух в органе

ОРГАН — МУЗЫКАЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ. ИСТОРИЯ И УСТРОЙСТВО ОРГАНА

«Король инструментов» — именно так называют за огромные размеры, потрясающий диапазон звучания и уникальное богатство тембров духовой орган. Музыкальный инструмент с многовековой историей, переживший периоды огромной популярности и забвения, он служил как для религиозных служб, так и светских развлечений. Уникален орган и тем, что относится он к классу духовых инструментов, но при этом оснащен клавишами. Особенностью этого величественного инструмента является и то, что для игры на нем исполнитель должен виртуозно владеть не только руками, но и ногами.

Немного истории Орган — музыкальный инструмент с богатой и древней историей. По мнению специалистов, прародителями этого великана можно считать сиринкс — простейшую тростниковую флейту Пана, древний восточный органчик из тростника шэн и вавилонскую волынку. Объединяет все эти непохожие друг на друга инструменты то, что для извлечения из них звука необходим более мощный, чем могут создать человеческие легкие, поток воздуха. Уже в древности был найден механизм, способный заменить дыхание человека – меха, подобные тем, что использовались для раздувания огня в кузнечном горне.

Древняя история
Уже во II веке до н. э. греческий умелец из Александрии Ctesibius (Ктесебий) изобрел и собрал гидравлический орган – гидравлос. В него воздух нагнетался водяным прессом, а не мехами. Благодаря таким изменениям, воздушный поток поступал значительно равномерней, и звук органа стал более красивым и ровным. В первые века распространения христианства воздушные меха пришли на смену водяному насосу. Благодаря такой замене появилась возможность увеличить как количество, так и размер труб в органе. Дальнейшая история органа, музыкального инструмента, довольно громкого и мало регулируемого, развивалась в таких европейских странах, как Испания, Италия, Франция и Германия.

В середине V века н. э. органы строились во многих испанских церквях, но из-за очень громкого звучания использовались только в дни больших праздников. В 666 году папа Виталиан ввел этот инструмент в католическое богослужение. В VII–VIII веках орган претерпел несколько изменений и усовершенствований. Именно в это время в Византии создавались самые известные органы, однако и в Европе развивалось искусство их строительства.

В IX веке центром их производства стала Италия, откуда они выписывались даже во Францию. В дальнейшем и в Германии появились искусные мастера. К XI веку в большинстве европейских стран строились такие музыкальные гиганты. Однако стоит отметить, что современный инструмент значительно отличается от того, как выглядит орган средневековый. Созданные в средние века инструменты были значительно грубее более поздних. Так, размеры клавишей варьировались от 5 до 7 см, а расстояние между ними могло достигать 1,5 см. Для игры на подобном органе исполнитель использовал не пальцы, а кулаки, с силой ударяя ими по клавишам. В XIV веке орган становится популярным и широко распространенным инструментом. Этому способствовало и усовершенствование этого инструмента: клавиши органа пришли на смену большим и неудобным пластинам, появилась басовая клавиатура для ног, оснащенная педалью, заметно разнообразней стали регистры, а диапазон – шире.
Эпоха Возрождения
В XV веке было увеличено количество трубок и уменьшены размеры клавиш. В этот же период стали популярны и широко распространены маленький переносной (органетто) и небольшой стационарный (позитив) орган.

Музыкальный инструмент к XVI веку становится все более сложным: клавиатура становится пятимануальной, причем диапазон каждого из мануалов мог доходить до пяти октав. Появились регистровые переключатели, позволившие значительно увеличить тембровые возможности. Каждая из клавиш могла соединяться с десятками, а иногда и с сотнями труб, издававшими звуки, одинаковые по высоте, но различающиеся по окраске.
Барокко
Многие исследователи называют XVII–XVIII века золотым периодом органного исполнительства и органостроения. Построенные в это время инструменты не только прекрасно звучали и могли имитировать звучание какого-либо одного инструмента, но и целых оркестровых групп и даже хоров. Кроме того, отличались они и прозрачностью и ясностью тембрового звучания, наиболее подходящего для исполнения полифонических произведений. Следует отметить, что большинство великих органных композиторов, таких, как Фрескобальди, Букстехуде, Свелинк, Пахельбель, Бах, писали свои произведения именно для «барочного органа».
«Романтический» период

Романтизм XIX века, по мнению многих исследователей, с его стремлением придать этому музыкальному инструменту богатое и мощное звучание, присущее симфоническому оркестру, оказали как на строительство органов, так и на органную музыку сомнительное, и даже отрицательное влияние. Мастера, и в первую очередь француз Аристид Кавайе-Коль, стремились создать инструменты способные стать оркестром для одного исполнителя. Появились инструменты, в которых звук органа стал необычайно мощным и масштабным, появились новые тембры, а также были сделаны различные конструктивные усовершенствования.
Новое время
XX век, особенно в своем начале, характеризуется стремлением к гигантизму, что отразилось и на органах и их масштабах. Однако подобные веяния быстро прошли, и среди исполнителей и специалистов по строительству органов возникло движение, пропагандировавшее возвращение к удобным и простым инструментам барочного типа, обладающих подлинным органным звучанием.
Внешний вид.
То, что мы видим из зала, — внешняя сторона, и называется она фасадом органа. Глядя на него, сложно определиться с тем, что же это такое: чудесный механизм, уникальный музыкальный инструмент или произведение искусства? Описание органа, музыкального инструмента действительно внушительных размеров, может составить несколько томов. Постараемся в несколько строк сделать общие зарисовки. Прежде всего, фасад органа уникален и неповторим в каждом из залов или храмов. Общим является только то, что состоит он из труб, собранных в несколько групп. В каждой из таких групп трубы выстроены по высоте. За строгим или богато украшенным фасадом органа скрывается сложнейшая конструкция, благодаря которой исполнитель может подражать птичьим голосам или шуму морского прибоя, сымитировать высокое звучание флейты или целой оркестровой группы.

Как устроен?
Давайте рассмотрим устройство органа. Музыкальный инструмент очень сложный и может состоять из трех и более небольших органов, которыми исполнитель может управлять одновременно. Каждый из них обладает своим набором труб – регистров и мануала (клавиатуры). Управление этим сложнейшим механизмом осуществляется с исполнительского пульта, или как его еще называют – кафедры. Именно здесь расположены одна над другой клавиатуры (мануалы), на которых исполнитель играет руками, а внизу – огромные педали – клавиши для ног, позволяющие извлекать самые низкие басовые звуки. В органе может быть много тысяч труб, выстроенных в ряд, и находящихся во внутренних камерах, закрытые от глаз зрителя декоративным фасадом (проспектом)

Каждый из малых органов, входящих в «большой», имеет свое назначение и название. Наиболее распространены следующие: главный – Haupwerk; верхний – Oberwerk; «рюкпозитив» – Rückpositiv. Haupwerk – «главный орган» содержит основные регистры и является самым большим. Несколько меньше и с более мягким звучанием Rückpositiv, кроме того, он содержит и некоторые солирующие регистры. «Оберверк» – «верхний» вносит в ансамбль ряд звукоподражательных и солирующих тембров. Трубы «рюкпозитива» и «оберверка» могут устанавливаться в полузакрытые камеры-жалюзи, открывающиеся и закрывающиеся посредством особого швеллера. Благодаря чему могут создаваться такие эффекты, как постепенное усиление или ослабление звука. Как вы помните, орган — музыкальный инструмент клавишный и духовой одновременно. Он состоит из множества труб, каждая из которых может издавать звук одного тембра, высота и силы

Группа труб, издающая звуки одного тембра, объединяются в регистры, которые могут быть включены с пульта. Таким образом, исполнитель может выбрать нужный регистр или их комбинацию. В современные органы воздух нагнетается посредством электрического мотора. Из мехов, через воздухопроводы, сделанные из дерева, воздух направляется в винлады – особую систему деревянных ящиков, в верхних крышках которых проделаны специальные отверстия. Именно в них укреплены органные трубы своими «ножками», в которые и поступает под давлением воздух из винлад.
www.syl.ru/article/167470…oriya-i-ustroystvo-organa

Источник

Принцип работы органа

ОРГАН — МУЗЫКАЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ. УСТРОЙСТВО ОРГАНА

«Король инструментов» — именно так называют за огромные размеры, потрясающий диапазон звучания и уникальное богатство тембров духовой орган.

Музыкальный инструмент служил как для религиозных служб, так и светских развлечений.

Уникален он и тем, что относится он к классу духовых инструментов, но при этом оснащен клавишами.

Особенностью этого инструмента является и то, что для игры на нем исполнитель должен виртуозно владеть не только руками, но и ногами.

Музыкальный инструмент очень сложный и может состоять из трех и более небольших органов, которыми исполнитель может управлять одновременно.

Каждый из них обладает своим набором труб – регистров и мануала (клавиатуры).

Управление этим сложнейшим механизмом осуществляется с исполнительского пульта, или как его еще называют – кафедры.

Именно здесь расположены одна над другой клавиатуры (мануалы), на которых исполнитель играет руками, а внизу – огромные педали – клавиши для ног, позволяющие извлекать самые низкие басовые звуки.

В органе может быть много тысяч труб, выстроенных в ряд, и находящихся во внутренних камерах, закрытые от глаз зрителя декоративным фасадом (проспектом).

Группа труб, издающая звуки одного тембра, объединяются в регистры, которые могут быть включены с пульта.

Таким образом, исполнитель может выбрать нужный регистр или их комбинацию. В современные органы воздух нагнетается посредством электрического мотора. Из мехов, через воздухопроводы, сделанные из дерева, воздух направляется в винлады – особую систему деревянных ящиков, в верхних крышках которых проделаны специальные отверстия. Именно в них укреплены органные трубы своими «ножками», в которые и поступает под давлением воздух из винлад.

Над исполнительской кафедрой располагаются жалюзи, или по-другому швеллер, которые скрывают от зрителя второй этаж органных труб. С помощью специальной педали органист управляет положением жалюзи и тем самым влияет на силу звука.

Устройство

В связи с масштабными размерами инструмента он имеет очень сложную структуру с различными элементами: пульт, мануалы, педальная клавиатура, регистры с переключателями, трубы и др.

Пульт

Мануалы

Мануалами называется клавиатура, на которой играют руками, что делает орган схожим с фортепиано и роялем внешне. Их количество может доходит до семи единиц, но в среднем число варьируется от двух до четырех.

Располагаются они друг над другом, и их нумерация в виде латинских цифр идет по принципу снизу вверх.

Каждый из мануалов имеет ряд собственных регистров.

Клавиатура в виде педалей

Игра на педали осуществляется с помощью нажатия клавиш каблуком или носком (способ зависит от аппликатуры, указанной в нотах).

Регистры

Данная деталь устройства органа носит в себе очень важную миссию: при выключенных регистрах клавиши инструмента звучать не будут.

Активация труб происходит благодаря электронным выключателям (регистровым рукояткам). Они располагаются над клавиатурой или по бокам от подставки для нот (пюпитр).

По устройству труб регистры можно разделить на два вида: лабиальные и язычковые.

Первый тип включает в себя закрытые или открытые трубы с отсутствием язычков. К нему принадлежат флейты, принципалы, микстуры и аликвоты.

Второй тип включает в себя наличие язычка, который при воздействии воздушных масс рождает интересный звук, схожий с тембрами духовых инструментов: гобоем, кларнетом, трубой, фаготом, тромбоном и многими другими. Окраска звука будет зависеть от наименования и конструкции регистра.

Язычковые регистры могут иметь не только вертикальное строение, но и горизонтальное.

Трубы

Трубы в устройстве органа бывают деревянными, металлическими и деревянно-металлическими разной длины, формы и диаметра.

Инструмент может включать в себя до 10 тысяч труб.

Больше всего места из них занимают басовые, высота которых достигает 10 метров.

Трактура

Благодаря трактуре механизмы управления на пульте соединяются с воздухозапорными деталями инструмента.

Проще говоря, трактура переносит движение клавиш органа на клапаны одной трубы или целой группы.

Данный механизм бывает нескольких видов:

Применение

Этот массивный инструмент ранее использовался только для богослужения католической и протестантской церквями.

Позднее органные залы начали строить и в советских зданиях (например, в Московской консерватории или Государственной капелле Санкт-Петербурга).

Источник

Как устроен орган.

Главный принцип работы органа, отличающий его от большинства духовых инструментов: одна труба — одна нота. Древним предком органа можно считать флейту Пана. Этот инструмент, существовавший с незапамятных времен в разных уголках мира, представляет собой несколько связанных вместе полых тростинок разной длины. Если подуть под углом в устье самой короткой — раздастся тонкий высокий звук. Более длинные тростинки звучат ниже.

На схеме представлена упрощенная схема органа с механической трактурой. Фотографии, показывающие отдельные узлы и устройства инструмента, сделаны внутри органа Большого зала Московской государственной консерватории. На схеме не показан магазинный мех, поддерживающий постоянное давление в виндладе, и рычаги Баркера (они есть на снимках). Также отсутствует педаль (ножная клавиатура)

В отличие от обычной флейты менять высоту звучания отдельной трубки нельзя, поэтому флейта Пана может сыграть ровно столько нот, сколько в ней тростинок. Чтобы заставить инструмент издавать очень низкие звуки, нужно включить в его состав трубки большой длины и большого диаметра. Можно сделать много флейт Пана с трубками из разных материалов и разного диаметра, и тогда они будут выдувать одни и те же ноты с разными тембрами. Но играть на всех этих инструментах одновременно не получится — их нельзя удержать в руках, да и дыхания на гигантские «тростинки» не хватит. А вот если поставить все наши флейты вертикально, снабдить каждую отдельную трубку клапаном для впуска воздуха, придумать механизм, который дал бы нам возможность управлять всеми клапанами с клавиатуры и, наконец, создать конструкцию для нагнетания воздуха с его последующим распределением, у нас как раз и получится орган.

Трубы в органах делают из двух материалов: дерева и металла. Деревянные трубы, применяющиеся для извлечения басовых звуков, имеют квадратное сечение. Металлические трубы обычно меньшего размера, они цилиндрические или конические по форме и изготавливаются, как правило, из сплава олова и свинца. Если олова больше — труба звонче, если больше свинца, извлекаемый звук более глухой, «ватный».

Сплав олова и свинца очень мягкий — вот почему органные трубы легко поддаются деформации. Если большую металлическую трубу положить на бок, через некоторое время она под собственной тяжестью приобретет овальное сечение, что неизбежно скажется на ее способности извлекать звук.

«Регистр» — одно из ключевых понятий в конструкции органа. Это ряд органных труб определенного диаметра, образующих хроматический звукоряд соответственно клавишам своей клавиатуры или ее части.

В зависимости от мензуры входящих в их состав труб (мензура — соотношение важнейших для характера и качества звучания параметров трубы) регистры дают звук с различной тембровой окраской. Увлекшись сравнениями с флейтой Пана, я чуть не упустил одну тонкость: дело в том, что далеко не все трубы органа (подобно тростинкам старинной флейты) являются аэрофонами. Аэрофон — это духовой инструмент, в котором звучание образуется в результате колебаний столба воздуха. К таким относятся флейта, труба, туба, валторна. А вот саксофон, гобой, губная гармошка состоят в группе идиофонов, то есть «самозвучащих». Здесь колеблется не воздух, а обтекаемый потоком воздуха язычок. Давление воздуха и сила упругости, противодействуя, заставляют язычок дрожать и распространять звуковые волны, которые усиливаются раструбом инструмента как резонатором.

В органе большинство труб — аэрофоны. Их называют лабиальными, или свистковыми. Идиофонные трубы составляют особую группу регистров и носят наименование язычковых.

Но как же музыканту удается заставить все эти тысячи труб — деревянных и металлических, свистковых и язычковых, открытых и закрытых — десятки или сотни регистров… звучать в нужное время? Чтобы это понять, спустимся на время с верхнего яруса органа и подойдем к кафедре, или пульту органиста. Непосвященного при виде этого устройства охватывает трепет как перед приборной доской современного авиалайнера. Несколько ручных клавиатур — мануалов (их может быть пять и даже семь!), одна ножная плюс еще какие-то таинственные педали. Еще есть множество вытяжных рычагов с надписями на рукоятках. Зачем все это?

Разумеется, у органиста всего две руки и играть одновременно на всех мануалах (в органе Большого зала их три, что тоже немало) он не сможет. Несколько ручных клавиатур нужны для того, чтобы механически и функционально разделить группы регистров, подобно тому как в компьютере один физический хард-драйв делится на несколько виртуальных. Так, например, первый мануал органа Большого зала управляет трубами группы (немецкий термин — Werk) регистров под названием Grand Orgue. В нее входит 14 регистров. Второй мануал (Positif Expressif) отвечает также за 14 регистров. Третья клавиатура — Recit expressif — 12 регистров. И наконец, 32-клавишная ножная клавиатура, или «педаль», работает с десятью басовыми регистрами.

Рассуждая с точки зрения профана, даже 14 регистров на одну клавиатуру — это как-то многовато. Ведь, нажав одну клавишу, органист способен заставить зазвучать сразу 14 труб в разных регистрах (а реально больше из-за регистров типа mixtura). А если нужно исполнить ноту всего лишь в одном регистре или в нескольких избранных? Для этой цели собственно и применяются вытяжные рычаги, расположенные справа и слева от мануалов. Вытянув рычаг с написанным на рукоятке названием регистра, музыкант открывает своего рода заслонку, открывающую доступ воздуха к трубам определенного регистра.

Итак, чтобы сыграть нужную ноту в нужном регистре, надо выбрать управляющий этим регистром мануал или педальную клавиатуру, вытащить соответствующий данному регистру рычаг и нажать на нужную клавишу.

В органе нагнетаемый воздух попадает в так называемые магазинные мехи, каждый из которых связан с одной из 12 виндлад. Виндлада — это имеющий вид деревянного короба резервуар для сжатого воздуха, на котором, собственно, и установлены ряды труб. На одной виндладе обычно помещается несколько регистров. Большие трубы, которым не хватает места на виндладе, установлены в стороне, и с виндладой их связывает воздухопровод в виде металлической трубки.

Благодарим руководство Московской государственной консерватории и Наталью Владимировну Малину за помощь в подготовке этой статьи.

Статья опубликована в журнале «Популярная механика» (№1, Январь 2009).

Источник

Как это устроено.

ОРГАН. Органы – самые мощные и самые большие музыкальные инструменты на нашей планете. Они способны издавать звуки в гигантском диапазоне громкости: от еле слышных до громоподобных. Механизм их действия остался неизменным с момента создания где-то около 250 г. до н.э. Сжатый воздух из рабочего меха, проходя через покрытые кожей деревянные клапаны, попадает в трубы различной длины, вибрирует в них и, таким образом, порождает звуки разной высоты и тембра. В течение двух тысячелетий, до тех пор, пока не появились электрические компрессоры, воздух нагнетали в орган, сжимая его во вспомогательных мехах руками и ногами, и делали это часто мальчики-церковные служки. До конца XIX в. органист, нажимая на клавишу, приводил в движение систему деревянного привода (трактуру), состоящую из множества палочек и рычажков, в результате чего открывался определённый клапан и воздух поступал в соответствующую трубу. Но слушатели жаждали всё более мощного и разнообразного звучания, соборы и залы становились всё объёмнее, поэтому давление сжатого воздуха всё увеличивали, и органисту становилось всё труднее нажимать на клавиши, предолевая увеличенное давление воздуха. И вот наконец конструкторы решили эту проблему с помощью электричества: нажатие (практически без усилий) клавиши замыкает электрическую цепь электромагнита, который и открывает клапан. Следует отметить, что органы старой конструкции (механические) продолжают изготавливать до сих пор. Обычный церковный орган с двумя клавиатурами, ножными педалями и шестнадцатью (или около того) регистрами включает в себя примерно 1200 труб, стоит около 200 000 долларов США и изготавливается вручную два года. Орган полностью собирают и настраивают в мастерской, потом разбирают и доставляют в то место, где на нём будут играть. Здесь в течение нескольких недель мириады деталей, трактур или проволочек опять находят своё место, а каждую трубу подстраивают под акустику помещения. (Об истории создании органа и его конструкции см. сайт http://www.relcom.ru/staff/ivl/Organs/Pipes.htm – Ред.)

МЕХАНИЧЕСКИЙ орган работает на воздухе, идущем от компрессора в мех, что позволяет регулировать давление в воздушной камере (виндладу). Включая один из регистров, органист с помощью системы приводов двигает деревянную заслонку так, что её отверстия оказываются под рядом труб, на которых предстоит играть. Когда нажимают клавишу, трактура открывает деревянный клапан, пропуская воздух в тоновый канал (например, ля-бемоль) и все расположенные над ним трубы, регистры которых открыты.

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ орган не содержит трактур. При нажатии клавиши замыкается электрическая цепь соленоида, якорь втягивается и открывает клапан, пропуская воздух в тоновый канал. Закрывается клапан с помощью пружины (не показана).

ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКИЙ орган работает на разности давлений воздуха. При включении регистра открывается вентиль, пропускающий воздух в канал по направлению к маленькому фетровому диску (клапану), находящемуся чуть выше кожаного мешочка и пружины. Органист, нажимая на клавишу, активирует электромагнит, якорь которого, втягиваясь, открывает канал и даёт возможность сжатому воздуху выходить наружу. В результате объём кожаного мешочка уменьшается, клапан открывается и воздух, вибрируя, устремляется в трубу.

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ, ЧТО.

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ЗВУКИ. Из дерева делаются большие трубы, что позволяет получать чистые басовые ноты, т.к. при резонансе вклад гармоник уменьшается. В металлических трубах добавление свинца делает основной тон громче, а олово, наоборот, насыщает звук гармониками. В качестве добавок используют также цинк и медь. Кроме того, тембр звука зависит от толщины стенок труб.

РАСКАТИСТЫЕ ЗВУКИ. Огромные размеры собора св. Павла в Лондоне приводят к 9-секундной реверберации (эху) звуков органа, установленного там в 1690-х гг., и обуздание этих раскатов требует от органиста большого мастерства. В Ньюберрийском органе Йельского университета (США) регистр Bombarde состоит из десятиметровых труб, вибрация воздуха в которых сотрясает здание с частотой 16 Гц. Больше всего труб (28 500) имеет большой орган Джона Уанамейкера, находящийся в семиэтажном атриуме одного из универмагов Филадельфии (США). При этом в самой большой из труб может поместиться пони, а высота самой маленькой около 6 мм.

ТРУБЫ. ЛАБИАЛЬНАЯ труба (слева) – полая, звук в ней возникает, когда струя воздуха, проходя через нижнее отверстие, бьёт в верхнюю губу, в результате чего возникают колебания столба воздуха в верхней части трубы. Подвижная пробка наверху позволяет настраивать высоту звука.

В ЯЗЫЧКОВОЙ трубе (справа) струя воздуха заставляет вибрировать металлическую пластинку (язычок) относительно колодочки-трости, что и вызывает колебания воздушного столба в резонирующей трубе. Настроечный полозок, прижатый к язычку, определяет высоту звука, как палец на скрипичной струне. Трубы могут иметь прямоугольное сечение, круглое или трапецеидальное. Длина закрытых труб в два раза меньше открытых для той же высоты звука. Открытая труба длиной 61 см даёт «до» первой октавы (261,6 Гц).

КЛАПАН открывается, когда клавишу нажимают. Отверстие для трактуры в виндладах закрывается маленьким свинцовым грузиком. Когда клавишу отпускают, пружина бесшумно закрывает обитый фетром клапан с кожаной прокладкой.

Scientific American, 2004, July, p. 110–111.

Сокр. пер. с англ. К.Ю.БОГДАНОВА

Продолжение см. в № 19/07

Источник