Введение
Диск сирены используется в пневматических сиренах и имеет отверстия, расположенные на различном расстоянии друг от друга. При вращении диска перед струей воздуха отверстия модулируют эту струю, создавая звук. Высота тона сирены определяется "частотой импульсов сжатого воздуха, проходящего через отверстия вращающегося диска". Следовательно, высота тона зависит от скорости вращения диска, количества отверстий, через которые проходит воздух, их размера и расстояния между ними.
Типичные виды использования дисков сирены
Диски сирен ранее использовались в качестве рабочего элемента сирен, но в настоящее время большинство производимых дисков сирен применяются в качестве наглядных пособий при обучении механике звука и музыки. Например, в Онтарийском научном центре установлен металлический диск сирены как интерактивный обучающий экспонат для детей.
Гармоническая часть диска сирены
Большинство дисков сирен содержат несколько концентрических окружностей с расположенными на расстоянии отверстиями, позволяя направлять струю воздуха на разные радиусы для получения различных эффектов. Например, восемь внешних окружностей отверстий содержат равномерно расположенные отверстия, при этом количество отверстий увеличивается по гармоническому ряду, что позволяет извлекать восемь нот музыкальной гаммы, последовательно направляя струю воздуха на каждую окружность.
Негармоническая часть диска сирены
Обычно ближе к центру диска имеются дополнительные отверстия с различными неравномерными узорами, например, случайным расположением или арпеджио.
Типичное количество отверстий в дисках сирены
В отличие от гипотетического диска, обсуждаемого выше, имеющего всего 5 концентрических колец с равномерно расположенными отверстиями, более типичный диск может иметь 16 концентрических колец. Для примера, показанного ниже, конфигурация отверстий должна быть 8, 10, 12 и 16, затем пробел, за которым следуют 24, 27, 30, 32, 36, 40, 45, 48, что даст арпеджио F-мажор из четырех нот, за которым последует более высокая C-мажорная гамма:
Последние восемь кругов отверстий дают следующий темперамент музыкальной гаммы (ионийского лада) (разделите каждое из указанных выше чисел отверстий на 24): 1, 9/8, 5/4, 4/3, 3/2, 5/3, 15/8, 2 (интенсивная диатоническая гамма Птолемея). Аналогично можно создать минорную гамму, изготовив диск сирены со следующими соотношениями чисел отверстий: 1, 9/8, 6/5, 4/3, 3/2, 8/5, 9/5, 2 (простая минорная гамма).
Типичная установка диска сирены
Типичная установка диска сирены состоит из двигателя, шкивов, ремня и воздушной струи. Например, в Научном центре Онтарио установлены клавиши в стиле органа, чтобы дети могли играть музыку на диске сирены, нажимая на клавиши для открытия и закрытия серии из восьми клапанов, которые направляют воздух избирательно в восемь гармонических окружностей с равномерно расположенными отверстиями диска сирены. Голландский изобретатель доктор А. Р. Набер создал "волшебную флейту" – сирену, высота звука которой изменяется не количеством отверстий в окружности на диске, а скоростью вращения диска. Во время работы шнур, соединяющий шпиндель и гибкий приводной ремень, удерживается между пальцами и перемещается вверх и вниз по коническому валу шпинделя для изменения скорости вращения и, следовательно, высоты звука.