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      我眼中的現(xiàn)代鋼琴結(jié)構(gòu)(2)

      2014-11-09 02:13:54吳紅江
      樂(lè)器 2014年6期
      關(guān)鍵詞:琴弦外殼鋼琴

      文/吳紅江

      (接上期)

      不同型號(hào)的鋼琴的弦馬結(jié)構(gòu)也會(huì)有所不同,可見(jiàn)弦馬結(jié)構(gòu)和重量對(duì)于聲音的傳導(dǎo)有著舉足輕重的作用。

      Bluthner 弦馬1

      Bluthner 弦馬2

      弦馬結(jié)構(gòu)影響其對(duì)琴弦振動(dòng)成分的濾波性能,及其對(duì)琴弦振動(dòng)能量的傳遞性能。弦馬與共振板的關(guān)系無(wú)非三點(diǎn):濾波傳遞(什么樣的)聲音成分,多大的馬壓(琴弦通過(guò)弦馬施加給共振板的壓力),在何處施加馬壓。

      弦馬尺寸與馬壓的關(guān)系

      弦馬規(guī)格與琴弦振動(dòng)能量傳遞性能的關(guān)系

      弦馬上表面寬度決定琴弦在馬釘處的折角大小,也會(huì)影響弦振動(dòng)能量的傳遞。

      想來(lái)材質(zhì)、紋理和結(jié)構(gòu)會(huì)影響到弦馬的濾波性能。從某些名琴的弦馬并非完全落在共振板之上可知,在何處施加多大的馬壓是影響聲音傳導(dǎo)的重要因素。為此,與其他所有鋼琴品牌不同,Baldwin系統(tǒng)的琴弦并不落實(shí)到掛弦釘?shù)母?,懸掛高度是依照所需要的馬壓值來(lái)設(shè)定的。

      Baldwin 系統(tǒng)

      當(dāng)代鋼琴中,也有設(shè)計(jì)者注意到這一問(wèn)題——鳳凰系統(tǒng)消除了共振板所承受的過(guò)度馬壓,振動(dòng)能量良好傳遞,無(wú)共振板延展之虞。

      Julius Feurich(朱里士福里希)的鳳凰系統(tǒng)

      理論上,弦馬安裝到共振板中部能夠更好地傳遞振動(dòng)能量。長(zhǎng)度適度的中、高音琴弦的弦馬能夠滿足這一條件,而與之不同在高度上交叉懸掛的長(zhǎng)度更長(zhǎng)的低音琴弦的弦馬則不然。為了保證低音琴弦樂(lè)音振動(dòng)段的長(zhǎng)度(影響基音頻率及其諧音狀況),低音弦馬勢(shì)必靠近共振板邊緣,這就導(dǎo)致傳遞給共振板的振動(dòng)能量通常不夠充分。為了既保證低音琴弦樂(lè)音振動(dòng)段的長(zhǎng)度,又獲取足夠振動(dòng)能量的傳遞,低音弦馬經(jīng)常加裝馬橋及墊板裝置。

      共振板及弦馬(Steinway)

      低音弦馬(Steinway)

      弦馬貫穿共振板,帶動(dòng)它充分振動(dòng)。為了使振動(dòng)能量迅速傳遞,共振板一般與弦馬近似同向,但這也不是絕對(duì)的。

      Fazioli的音板

      同時(shí),為了獲取足夠的弦振動(dòng)諧音,共振板必須向弦馬方向呈球面隆起且不等厚。

      共振板不等厚是為了對(duì)應(yīng)馬壓與相對(duì)面積調(diào)整阻抗以獲取均衡的傳導(dǎo)能量與傳導(dǎo)速度。共振板阻抗對(duì)聲音的影響可以從美國(guó)技師通過(guò)在共振板上加裝銅砝碼和小肋木改變鋼琴音色的做法得到證明。

      改變共振板阻抗的銅配重塊和小肋木

      相關(guān)鏈接:Mason & Hamlin的聲學(xué)模型“音叉增鳴器”

      將音叉安置于底部?jī)啥藥в型邪宓?.5mm厚的杉木板上。示范步驟如下:先敲擊音叉使其發(fā)音振動(dòng),再將兩托板向內(nèi)略微壓進(jìn),使帶有音叉的杉板彎曲。此時(shí)音叉所發(fā)出的音量明顯增大,延音也明顯增加。這個(gè)試驗(yàn)證明了鋼琴共振板的弧度對(duì)鋼琴的音量及延音起著舉足輕重的作用。

      Mason & Hamlin的聲學(xué)模型“音叉增鳴器”

      不等厚共振板(Strunz)

      為了抵抗馬壓,輔助共振板保持球面弧度的肋木被加裝到共振板沒(méi)有弦馬的一面。它的排列方向與弦馬近似垂直,這就加速了弦振動(dòng)能量的傳遞。當(dāng)然,這種排列方式是現(xiàn)代鋼琴才采用的。

      共振板及肋木(Steinway)

      Emerson up共振板及肋木

      共振板、弦馬及肋木構(gòu)成了音板。

      振動(dòng)能量不損失要求音板擁有牢固的支撐。

      但是在巨大的馬壓之下,音板存在著延展性。

      相關(guān)鏈接:Mason & Hamlin的聲學(xué)模型2音板拱形器

      將一個(gè)長(zhǎng)短恰到好處的杉木長(zhǎng)條(105 ×20 ×4.5mm)平放在帶有兩個(gè)固定終端的基座上。只需將一張名片插入杉木長(zhǎng)條與固定終端的交接處,杉木長(zhǎng)條就會(huì)高高隆起。這個(gè)現(xiàn)象印證了內(nèi)框架“差之毫厘”的變化,足以給共振板弧度帶來(lái)“失之千里”的影響。

      Mason & Hamlin音板試驗(yàn)“音板拱形器”

      延展性導(dǎo)致音板球面弧度降低,諧音成分減少,延音縮短。為了抵抗音板的延展現(xiàn)象,Steinway設(shè)計(jì)了獨(dú)特的外殼工藝,梅森設(shè)計(jì)了“拉力共振器(蜘蛛背)”。外殼對(duì)于鋼琴的聲音有著巨大的影響,這也是我將鋼琴外殼視作共振系統(tǒng)的原因。

      相關(guān)鏈接:Steinway的邊框和外殼

      一架鋼琴的邊框和外殼(這兩個(gè)概念常常一起或者交互使用)的功能是多方面的:對(duì)于鑄鐵架和琴弦來(lái)說(shuō),它們起著強(qiáng)有力的支撐作用,同時(shí)它們是音板的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。對(duì)于鍵盤(pán)和擊弦機(jī)而言,它們又是非常堅(jiān)固的平臺(tái)。除此之外,它們是整架琴的外殼。

      鋼琴的邊框分為內(nèi)框和外框兩個(gè)部分。外框的作用是形成弦和音板振動(dòng)的外圍結(jié)構(gòu),同時(shí)起到對(duì)鋼琴聲音增大的作用。內(nèi)框上面放置音板和骨架,它必須堅(jiān)實(shí)而有足夠的承重力量。

      在這一部分的制作上,大多數(shù)鋼琴制造商都是先從內(nèi)框開(kāi)始,制作好內(nèi)框后,將音板固定其上,然后從外圍繞它并與之相粘接。

      邊框和外殼的常規(guī)做法

      這種方法使得結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一性遭到破壞,直接造成了聲音振動(dòng)傳播的散失。Steinway鋼琴公司的獨(dú)特方法是制造內(nèi)外框的工作是同時(shí)進(jìn)行的,并且是將內(nèi)外框作為一個(gè)整體來(lái)制作。

      Steinway 邊框和外殼

      相關(guān)鏈接:Mason & Hamlin拉力共振器

      為了避免年久鋼琴音板延展導(dǎo)致外殼弛張對(duì)鋼琴音質(zhì)帶來(lái)不良影響(參看美森翰林的聲學(xué)模型1),美森翰林制作了它非常獨(dú)特的聲學(xué)結(jié)構(gòu),在其平臺(tái)鋼琴的音板背部設(shè)一拉力共振器,俗稱(chēng)“蜘蛛”,用米字型鋼筋將音板的棲身所在(內(nèi)框架)緊緊地繃為一體。這些內(nèi)框架連同外框架均以自然界的硬木之王——楓木多層膠合而成。

      Mason & Hamlin 拉力共振器(蜘蛛背)

      Mmason & Hamlin up拉力共振器

      (待 續(xù))

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