Общие сведения об устройстве гармоник

Гармоникой можно назвать все музыкальные инструменты, звук в которых воспроизводится металлическим свободно проскакивающим язычком (голосом), колеблющимся под действием струи воздуха. Воздух в гармониках подается с помощью ручного или ножного меха (ручные гармоники, фисгармонии), вентилятора (органолы, органеты) или выдыхается и вдыхается легкими исполнителя (губные гармоники). Во всех современных гармониках язычок крепится с помощью клепки одним концом на металлической основе, именуемой рамкой (шасси). Рамка вместе с наклепанным язычком называется планкой (рис.1).

 

Рис. №1. Планка с язычками.

ЯЗЫЧОК                 РАМКА             ПЛАНКА

В планке имеются прорези, над которыми и приклепываются язычки (голоса). Они бывают разной длины (от 4 до 100 мм): чем язычок длиннее, тем звук ниже, чем короче — тем звук выше, чтобы не делать язычки звуков нижнего регистра чрезмерно большими, на них наклёпывается дополнительный груз. Металлический язычок, настроенный в определенном тоне, под действием струи воздуха начинает колебаться. Колеблясь, он создает звуковые волны.

Колебание язычка происходит следующим образом (рис.2): струя воздуха, направленная на планку со стороны, где наклепан язычок, увлекает его в проем планки, преодолевая сопротивление язычка, пока он проходит сквозь планку. Но после его выхода с другой стороны планки давление воздушной струи в непосредственной близости от язычка уменьшается, и язычок, имея достаточную упругость, возвращается в исходное положение, по инерции отклонившись в противоположную сторону. Затем он снова, увлекаемый струей воздуха, проходит сквозь проем планки. Чем сильнее давление воздушной струи, тем больше амплитуда колебания язычка, а следовательно, и громкость звука; чем слабее — тем звук делается тише. При увеличении или уменьшении амплитуды колебаний высота звука не изменяется. Такая изохронность колебаний, то есть независимость периода колебаний от их амплитуды, является существенной особенностью принципа звукоизвлечения в гармониках. Это позволяет получать различные оттенки во время игры. На взаимодействии воздушной струи и упругости металлического язычка основано звукоизвлечение во всех видах гармоник.

 

Рис. №2. Схема образования колебаний металлического язычка (голоса) в планке.

 

Различные фазы колебания металлического язычка.

1 — рамка,   2 — язычок, 3 — клепка

Из вышеприведенного описания и схемы ясно, что язычок может вибрировать только при подаче струи воздуха в одном направлении. Поэтому планки с одним язычком употребляются, в гармониках с односторонней подачей воздуха (фисгармонии, органолы, митрофоны, мелодики, некоторые виды тембровых гармоник).

В гармониках с двухсторонней подачей воздуха употребляются планки с двумя прорезями и с приклепанными к ним с обеих сторон язычками (аккордеоны, баяны, большинство губных гармоник, концертины, бандонеоны, народные гармоники). В этих случаях на разжим меха звучит один голос, а на сжим — другой. Чтобы воздух проходил только сквозь проем для звучащего голоса, к обратной стороне проема приклеивается полоска лайки — лайковый проемный клапан. Он уменьшает количество воздуха, проходящего через проемы планок при игре, гарантируя пропуск его лишь в одну сторону — только на звучащие голоса. Проемные клапаны не приклеиваются лишь на проемы самых маленьких голосов(выше четвертой октавы): ввиду большой упругости маленького голоса и малого размера проема расход воздуха здесь незначителен. Таким образом, проемные клапаны увеличивают громкость звучания, сосредоточивая все воздушное давление на звучащих голосах.

Сила и тембр звучащего голоса зависит также от подгонки голоса к проему (с минимальным зазором), от толщины и сплава (а следовательно, веса) планки, от качества металла, из которого сделан голос, и от профиля голоса. Чтобы воздух обтекал колеблющийся язычок с трех сторон, причем струя воздуха подавалась бы к определенному голосу, планки обычно крепятся на специальных станинах — резонаторах. Резонаторы разделены на ячейки — резонаторные камеры; вход в каждую камеру называется резонаторной розеткой (рис.3).

 

Рис № 3 Резонатор.

 

1 — резонаторная камера, 2 — резонаторная розетка, 3 — планка, 4 — голос,  5 — лайковый проемный клапан.

Первоначально резонаторы служили только для крепления голосовых планок и компактного размещения их внутри гармоник (cначала мастера и называли их просто «городушки»). Затем опытные мастера стали придавать резонатору большое значение как существенной детали в звукообразовании. Известный русский мастер гармоник Г. Л. Чулков в 1926—1927 годах сделал ряд резонаторов сложной и оригинальной конструкции и, поставив на них одинаковые голосовые планки, получил различные по тембру и силе звуки. Таким образом, было доказано еще тогда, что устройство резонатора, объем и конструкция резонаторных камер, подбор древесины во многом влияют на тембр и силу звука в инструменте.

И, наконец, последняя существенная деталь, имеющаяся почти в каждой гармонике, — клапан, регулирующий доступ воздушной струи к голосовым планкам. В каждой гармонике, имеющей клавиатуру (любой формы и конструкции), доступ воздушной струи к голосовым планкам осуществляется следующим образом: при нажиме на клавишу или кнопку на другом конце образующегося рычага поднимается клавиатурный клапан; при движении меха доступ воздуха происходит в ту или иную резонаторную камеру, а следовательно, к тому или иному голосу.

 

Рис. №4. Схема звукообразования в гармонике.

 

 

Разжим меха Сжим меха

1 — клавиша, 2 — клавиатурный клапан, перекрывающий доступ воздуха к голосовым планкам, 3 — резонатор, 4 — голосовые планки, 5 — голоса, 6 — проемные клапаны (когда голос звучит, с обратной стороны отходит проемный клапан, а с другой стороны все проемные клапаны плотно закрываются)

Такова простая схема устройства любой гармоники.

1 - язычок; 2 - проемный клапан; 3 - голосовая планка; 4 - входная камера аккордов; 5 - входная камера басов; 6 - входные камеры мелодии; 7 - мех; 8 - левый полукорпус; 9 - правый полукорпус; 10 - гриф; 11 - кнопки клавиатуры мелодии; 12 - сетка; 13 - кнопки клавиатуры аккомпанемента

Этот язычковый пневматический клавишный инструмент был изобретен в конце 18 – начале 19 века. Его основа – латунные планки со стальными язычками, которые приводятся в движение колебаниями воздуха. Оригинальной музыкальной литературы для фисгармонии создано не было, но на ней прекрасно воспроизводились певучие мелодии спокойного сосредоточенного характера. Профессиональные органисты использовали фисгармонию как рабочий инструмент, репетируя дома свои концерты.

Любопытно, что фисгармония, родившаяся на западе, быстро обрела популярность на востоке: в начале 19 века ее охотно производили в Японии. А самое нежное и мягкое звучание отмечалось у американских инструментов.