Введение

Часть музыкального инструмента

Органная труба — это звукоизлучающий элемент трубного органа, который резонирует на определенной высоте при прохождении через него воздуха под давлением (обычно называемого фу́том). Каждая труба настроена на ноту музыкального ряда. Набор органных труб схожего тембра, охватывающий полную гамму, называется рангом; один или несколько рангов составляют регистр.

Материалы

Органные трубы обычно изготавливаются из металла или дерева. Крайне редко встречаются трубы из стекла, фарфора, пластика, бумаги, папье-маше или даже камня. Исторический орган на Филиппинах имеет трубы, сделанные исключительно из бамбука.

Металл

Металлические трубы обычно изготавливаются из свинца; для повышения жесткости его сплавляют с оловом, добавляя небольшое количество антимона и меди. Процентное содержание каждого металла в сплаве влияет на свойства получаемой трубы. Высокое содержание олова приводит к несколько более светлому цвету (оптический цвет, а не тембр). Кроме того, большое количество олова обеспечивает блестящую и долговечную полировку, что может быть желательно, если труба хорошо заметна. Стоимость каждого металла также имеет значение, поскольку олово дороже свинца. Соображения экономии могут также привести к использованию некачественного прокатного цинка, особенно для низких тонов, требующих большого количества материала. Помимо этого, трубы изготавливались из многих металлов, включая медь, алюминий, позолоту, серебро, латунь и железо. Металлические трубы обычно изготавливаются путем литья желаемого свинцового сплава на длинную плоскую поверхность. После охлаждения металл разрезают на куски, которые затем раскатывают вокруг форм, называемых мандрелами, и спаивают вместе. Таким образом, поперечное сечение металлической трубы обычно круглое. Низкая температура плавления, паяемость и пластичность металла для органов позволяют относительно легко изготавливать трубы.

Дерево

Корпус деревянной трубки может быть изготовлен из хвойной древесины (мягкой древесины) или твердой древесины, хотя нижняя часть трубки (включающая металлическое основание (на некоторых трубках), крышку, блок и мундштук) почти всегда изготавливается из твердой древесины для обеспечения точного края мундштука. Трубки собираются из деревянных деталей различной формы и размера с помощью винтов и клея. В отличие от круглого сечения металлической трубки, сечение деревянной трубки чаще всего имеет квадратную или прямоугольную форму.

Стекло

Стеклянные трубы были созданы Хавером Вильгельми с использованием техник работы с горячим стеклом и витражного искусства. В Соединенных Штатах существует три ряда стеклянных труб Вильгельми: два находятся в частной коллекции в Западной Вирджинии и один – в частной коллекции в Вирджинии. На изображении слева представлен стеклянный орган «Американский флаг» Вильгельми, созданный в рамках мемориального проекта для территории «Гранда Ноль» после событий 11 сентября 2001 года.

Формы

Трубы органов обычно изготавливаются в трех формах: цилиндрической, конической или прямоугольной. Цилиндрические трубы представляют собой простые цилиндры, в то время как конические трубы имеют форму сужающегося или расширяющегося конуса. Прямоугольные трубы образуют параллелепипеды с квадратным или прямоугольным поперечным сечением при взгляде сверху. Существуют также некоторые неправильные формы: например, флейта треугольная имеет треугольное поперечное сечение при взгляде сверху. Кроме того, цилиндрическая или прямоугольная труба может быть конической: то есть, она может быть шире у основания, чем у вершины. Внутренняя форма трубы является важным фактором, определяющим тембр. Конец трубы, противоположный язычку или зеву, может быть открытым или закрытым (также называемым "закрытым"). Закрытая флейтовая труба с однородным поперечным сечением звучит на октаву ниже, чем аналогичная открытая труба той же длины. Также, такая открытая труба производит звук, в котором присутствуют как четные, так и нечетные гармоники, в то время как закрытая труба, такая как гедакт, производит звук с нечетными гармониками. Тембр закрытой трубы, как правило, мягче и слаще, чем у открытой трубы, хотя это во многом зависит от настройки воцера. Некоторые органные трубы также монтируются горизонтально в форме горна, чтобы звук проецировался дальше. Эти трубы называются en chamades. Однако, когда требуется такой мощный звук, но невозможно установить en chamade на корпус органа, используется тростник с кожухом. Этот тип трубы устанавливается вертикально и имеет изгиб под углом 90 градусов в верхней части, который направляет звук наружу так же, как en chamade, но может быть размещен внутри органа.

Степень

Высота звука, издаваемого органной трубой, определяется двумя принципиально разными способами. Для язычковой трубы она определяется главным образом механическими свойствами язычка и длиной выступающей части. Для флейтовых труб она определяется формой воздушного столба внутри трубы и тем, открыт ли столбец на конце. Для таких труб высота звука является функцией ее длины, при этом длина волны звука, производимого открытой трубой, приблизительно вдвое превышает ее длину. Труба вдвое короче другой будет звучать на октаву выше. Если самая длинная труба, До, имеет длину 8 футов (2 м), то труба на октаву выше будет иметь длину 4 фута (1 м), а труба на две октавы выше (средняя До) – 2 фута (1 м). Закрытая труба издает звук на октаву ниже, чем открытая труба. Например, закрытая труба длиной 4 фута (1 м) будет производить тот же звук, что и открытая труба длиной 8 футов: на две октавы ниже средней До. Номенклатура ряда труб основана на размере открытой трубы, которая издавала бы тот же звук, независимо от типа или размера фактических труб в ряду. Например, ряд открытых труб, обозначенный как 8 (произносится "восемь футов"), будет иметь трубу для До на две октавы ниже средней До длиной примерно 8 футов. Считается, что 8-й регистр звучит в "унисон": клавиши на органной консоли производят ожидаемую высоту звука (например, клавиша для средней До заставляет звучать трубу средней До), как на пианино. В ряду закрытых труб самая нижняя труба имеет длину 4 фута, но звучит в унисон, то есть на той же высоте, что и 8-футовая открытая труба, поэтому она известна как 8-футовый регистр. Язычковые трубы также маркируются так же, как и открытые трубы с той же высотой звука, независимо от фактической длины трубы.

Трубы дымоотвода

Звук флейтовой трубы производится без движущихся частей, исключительно за счет вибрации воздуха, подобно тому, как это происходит в рекордере или свистке. Воздух из "флейты", или воздуховода, направляется через открытое отверстие и ударяется о резкий край, называемый лабиумом. В соответствии с принципом Бернулли, это создает область пониженного давления непосредственно под отверстием. Когда разрежение под отверстием становится достаточным, воздушный поток подтягивается под губу лабиума. Затем процесс происходит в обратном порядке: область пониженного давления формируется над лабиумом, которая снова отводит воздушный поток в сторону. Это "колеблющееся" движение воздуха создает волны высокого и низкого давления внутри воздушного столба трубы. Волна высокого и низкого давления формирует один "цикл" тона трубы. (См. Духовой инструмент.) Флейтовые трубы обычно относятся к одному из трех тональных семейств: флейты, диапазоны (или принципалы) и струны. Базовый "фундамент" (от французского термина fonds) звука органа состоит из различных комбинаций этих трех тональных групп, в зависимости от конкретного органа и исполняемой музыки. Различные тембры этих тональных семейств труб обусловлены их индивидуальной конструкцией. На тембр флейтовой трубы влияют размер и форма трубы, а также материал, из которого она изготовлена. Труба с большим диаметром, как правило, производит флейтовый тембр, труба со средним диаметром – диапазонный, а труба с узким диаметром – струнный. Труба большого диаметра усиливает основной тон и ограничивает высокочастотные гармоники, в то время как труба меньшего диаметра усиливает высокие гармоники и подавляет основной тон. Наука измерения и определения диаметров труб называется расчетом труб (или масштабированием), а полученные измерения – масштабом трубы.

Трубы из камыша

Звук тростниковой трубы возникает благодаря колебанию язычка: воздушный поток направляется на изогнутую латунную пластину (язычок). Более быстрый поток воздуха под язычком создает частичный вакуум, который прижимает его к твердой поверхности, называемой шалоткой. Это прекращает действие вакуума и позволяет язычку вернуться в исходное положение. Над этой конструкцией расположен настроенный резонатор, усиливающий производимый звук. Принцип работы аналогичен принципу оркестрового кларнета. Высота звука тростниковой трубы определяется главным образом длиной язычка, но объем воздуха в резонаторе поддерживает эту частоту. Большинство тростниковых труб оснащены сдвижным механизмом для регулировки вибрирующей длины язычка для точной настройки. Из-за высокой точности, необходимой при изготовлении вибрирующего язычка, резонаторной трубы и сопутствующих деталей, тростниковые трубы сложнее в производстве, чем язычковые трубы. Изменяя различные параметры (включая форму и объем резонатора, а также толщину и форму язычка), тростниковая труба может создавать широкий спектр тембров. Это позволяет тростниковым регистрам имитировать звучание исторических музыкальных инструментов, таких как крумхорн или регаль. Поскольку резонатор частично перекрывается язычком, преобладают нечетные гармоники (например, в приглушенных тонах регистров крумхорна и кларнета). Если резонаторная труба расширяется наружу в коническую форму, геометрия позволяет генерировать как четные, так и нечетные гармоники, что приводит к более полному звучанию регистров трубы и гобоя.

Трубы из свободного тростника

Это довольно редкие инструменты; см. раздел «Свободные язычки» в статье «Язычковая органная труба».

Диафонные трубы

Диафон – это уникальная органная труба. Редко встречающаяся в церковных и концертных органах, она довольно распространена в театральных органах. Изобретённый Робертом Хоуп Джонсом около 1900 года, диафон сочетает в себе характеристики язычковых и флейтовых труб. Труба звучит через резонатор, подобно язычковой трубе, но вибрацию инициирует пружинная поддоска, а не язычок. Обладая мощным басовым тоном, труба обычно изготавливается из дерева и может быть настроена при различном давлении воздуха. Диафоны обычно имеют высоту 16' и 32', однако существуют и примеры диафонов высотой 8'. В органе Wanamaker в Филадельфии установлено два 32-футовых диафона, а в органе Boardwalk Hall Auditorium в Атлантик-Сити – полноразмерный 64-футовый диафон Dulzian. Диафонные трубы используются для нижних 12 или 18 нот регистра 16' Diapason, а также для его нижней 32' октавы на тех немногих театральных органах, которые охватывают столь низкие частоты. Хоуп Джонс также разработал имитационную версию диафона, названную диафоническим рогом, который звучал более похоже на язычковую трубу, чем диафон, и настраивался при более низком давлении воздуха. Wurlitzer создала версию диафонического рога для своих театральных органов высотой 32' и 16', с огромными деревянными резонаторами в качестве расширения диапазона Diaphonic, а также высотой 16' с металлическими резонаторами в качестве расширения более компактного Open diapason. Компания Austin Organ Company также разработала металлический диафон высотой 16', известный как Magnaton. Благодаря своему проникающему тону, диафонный рог также использовался в морских гудках и пожарных сиренах.