Глава 4

R = р Vh/ix,

где р — плотность среды, Vc — скорость струи, h — толщина

струи (в приведенных ниже данных принято Л - 1,0 мм), ju — вяз-

кость среды. При игре на флейте число Рейнольдса может дости-

гать значения 3000, что соответствует скорости струи примерно

45 м/с; при этом имеет место выраженный турбулентный широко-

полосный шум, возникающий у амбушюрного отверстия, который

фильтруется резонансами трубы, приобретая определенную то-

нальную окраску [31]. Поскольку при переходе к более высоким

тонам скорость струи должна возрастать, то и уровень турбулен-

тного шума соответственно возрастает. Все это вносит специфи-

ческую окраску в тембр звучания флейты.

Необходимо отметить также, что на резонансные частоты флей-

ты (как и других духовых инструментов) влияет скорость звука,

которая сильно зависит от температуры и содержания углекисло-

го газа в окружающей среде.

Материал. Современные поперечные флейты делают в ос-

новном из различных металлов: латуни (недорогой желтоватый

сплав меди и цинка), при этом снаружи их покрывают никелем или

серебром; белой латуни (сплав меди, цинка и никеля белого цве-

та); серебра — поскольку чистое серебро мягкий металл, обычно

для флейт используется сплав 92,5% серебра и 7,5% меди; золо-

та — обычно в сплаве с медью, иногда золото используется для

изготовления амбушюрных пластин, непосредственно соприкасаю-

щихся с губами музыканта. Для изготовления клапанов и пружин

используется белое золото (сплав золота с цинком, никелем, хро-

мом и кадмием), специальная сталь или фосфорная бронза.

Известны флейты, изготовпенные из дерева и даже из фарфора.

Несмотря на многочисленные утверждения, что флейты из сереб-

ра и золота дают самый чистый звук, эксперименты показали [18],

что состав материала не оказывает очень существенного влияния

на качество звука; более существенной является точность изготов-

ления конструктивных элементов флейты (гладкость внутренних

стенок, точность изменений диаметра трубы, расположения и ди-

аметров отверстий и т. д.).

АКУСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Частотный диапазон звучания большой концертной флейты

составляет: для основных тонов от 246,94 Гц (ВЗ) до 2489,02 Гц

(Еь7), однако ноты ниже С4 и выше С7 трудно извлекаются, поэто-

му обычно используется диапазон от 261,6 Гц (С4) до 2093,0 Гц

(С7) [11, 13, 23]. При исполнении на достаточно громком уровне

полный частотный диапазон за счет обертонов имеет верхний

предел примерно до 6 кГц. Для флейты-пиколло основной диапа-

зон составляет 587,3 Гц (D5)-4186 Гц (С8) [23].

Характерной особенностью флейты является плавный спад

амплитуд четных и нечетных гармоник относительно амплитуды

Акустика музыкальных инструментов. Акустика речи и пения

225

t, MC

Рис. 4.2.21. Трехмерный

спектр флейты

20500

3620 813O _

1>гц

основной частоты. В спектре наиболее выражены амплитуды

гармоник от первой до пятой (рис. 4.2.21). При переходе к более

высоким тонам количество гармоник уменьшается, энергия сосре-

дотачивается в области основного тона, причем нечетные гармо-

ники несколько превалируют над четными. Имеется слабо выра-

женная формантная область около 800 Гц. В спектре присутствуют

шумовые компоненты (за счет турбулентного шума вдувания);

при этом в непрерывном спектре шума проявляются тональные

компоненты, особенно при «передувании» за счет случайного

возбуждения отдельных «неиспользуемых» резонансов — напри-

мер, в диапазоне выше Е5

такие компоненты появляют-

ся на половине основной ча-

стоты и нечетных гармониках

от нее [13].

Динамический диапазон

составляет 25 дБ на низких и

10 дБ на высоких частотах

[11, 13, 16, 19]. Максималь-

ный уровень (ff) для низких

нот достигает 75 дБ-С,

для высоких нот — 85 дБ-С

(на расстоянии 9 м от инстру-

мента). Тихие уровни (рр)

возрастают от 50 дБ-А

для низких тонов до 75 дБ-А

для высоких.

Переходные искажения:

время атаки звука у флейты

самое длинное среди группы

деревянных инструментов.

Длительность нарастания зву-

ка уменьшается с повышени-

ем тона от 100 мс до 30 мс

[13, 16, 17]. Форма атаки

и спада гладкая, однако

1800 Гц

2400 Гц

3000 Гц

8000 Гц

Рис. 4.2.22. Формы характеристик

направленности

флейты на разных частотах

226