Глава 4

ниже 100 Гц и постепенный

спад начиная с 1000 Гц к верх-

ним. Малая эффективность из-

лучения в области низких частот

связана с эффектом «короткого

замыкания» за счет сложения

в противофазе излучения от

двух стороны деки. Для увели-

чения эффективности излуче-

ния в области низких частот

деки делают достаточно боль-

шими: например, для концерт-

Рис. 4.3.55. Формы колебаний деки

концертного рояля

ного рояля длина деки достигает 2,9 м. Формы колебаний такой

деки, измеренные методом лазерной интерферометрии, показаны

на рис. 4.3.55. Как видно из рисунков, на низких частотах дека ко-

леблется как единое целое, по мере повышения частоты проихо-

дит разделение поверхности узловыми линиями, что обуславлива-

ет появление пиков и провалов на амплитудно-частотной

характеристике и приводит к ее спаду на высоких частотах.

Толщина деки в центральной части составляет 8-11 мм, иног-

да ее уменьшают к периферической части [59]. Обычно щиту деки

придают форму купола, обращенного вершиной к струнам. Выпук-

лая форма делает деку прочнее, она становится более устойчивой

при динамических воздействиях и статическом давлении струн.

Высота купола выбирается небольшой (от 1-5 мм), при этом необ-

ходимо, чтобы она сохранялась при длительной эксплуатации. При

недостаточно жестком креплении деки к футору много энергии рас-

сеивается в опорах, поэтому требуется контроль плотного приле-

гания ее краев к опоре.

Существенное влияние на форму амплитудно-частотной харак-

теристики излучаемого звука оказывает выбор количества, распо-

ложения и высоты ребер жесткости (рипок) под нижней частью

деки. Ребра жесткости (рипки) используются для того чтобы увели-

чить жесткость относительно тонкой (по сравнению с ее размера-

ми) деки, а также сделать ее более однородной (т. е. уменьшить

разницу в жесткости в продольном и поперечном направлениях).

Обычно рипки изготавливаются из тех же пород хвойной древеси-

ны, что и дека. Подбирая расстояния между рипками (при этом

узкие и высокие рипки оказывают более существенное влияние

чем широкие и низкие) и регулируя тем самым резонансные час-

тоты участков деки, расположенных между ними, можно увеличить

уровень излучения от нее.

Передача колебаний от струн к деке происходит через ште-

ги (подставки). Штеги — басовый и дискантный — представляют

собой два изогнутых ребра жесткости, изготовленные из твердых

пород дерева. Ширина штега у вершины составляет 32-45 мм;

Акустика музыкальных инструментов. Акустика речи и пения

337

в нижней части, где штег приклеивается к поверхности деки, его

ширина обычно делается меньше (22-24 мм), чтобы не ограничи-

вать подвижность деки на высоких частотах. Для обеспечения

плотного контакта струны со штегом в него вбивается два метал-

лических штифта. Рабочая часть струны длиной L ограничивается

винтом-аграфом на передней части чугунной рамы и передним

штифтом на штеге (рис. 4.3.56). Остальная часть струны между

задним штифтом штега и штифтом на задней части рамы является

нерабочей. Для того чтобы колебания струны эффективно переда-

вались деке через штег, он должен быть очень плотно к ней прижат,

поэтому штег делают с некоторым наклоном, что обеспечивает пе-

региб струны и создает силу статического давления со стороны

струны на штег P - Ту, где T— натяжение струн, у— вертикаль-

ный угол перегиба струны. Эта сила статического давления (в про-

изводстве называется «друк») составляет в пересчете на одну

струну 18-35 Н, она не дает струне отрываться от штега при пе-

ременных колебаниях [59].

Передача энергии от струны к деке будет тем больше, чем

больше амплитуда колебаний струны, масса струны и усилие ее

натяжения. Если частота колебаний основного тона струны или ее

обертонов совпадает с резонансными частотами деки, то на этих

частотах происходит максимальная передача энергии от струны к

деке, при этом штеги также колеблются с максимальной амплиту-

дой. Если частоты колебаний струн не совпадают с резонансами

деки, то большая часть энергии отражается и дека возбуждается

слабо. Если резонансные частоты струн и деки не совпадают, но

близки по частоте, то могут возникать биения (как у скрипки или ги-

тары).

Характер взаимодействия струн, подставки и деки влияет не

только на эффективность возбуждения колебаний в деке, а сле-

довательно, и на общий уровень излучаемой акустической

мощности, но также и на характер переходных процессов, в зна-

чительной степени определяющих тембр звучания фортепиано

[2, 58, 62, 64, 66].

Механическое сопротивление деки больше сопротивления

струны, поэтому процесс затухания колебаний в ней происходит

довольно медленно: время реверберации (т. е. спада на 60 дБ)

338