Данная статья будит разбита на несколько частей, где мы поговорим о работе разных механик клавишных инструментов. Это будет механика Пианино и Рояля, Органа, электронных пианино, цифровых и в заключение механика которую я применил в своей разработке. Зачем я иду таким "длинным" путём? Дело в том, что, для того чтобы создать свою механику, мне пришлось изучить как устроены и как работаю механики других инструментов, чтобы придать приятную игру на своей клавиатуре. Глубоко вдаваться в работу не будим, только главное.
Как я уже писал в статье про структурную схему этого ЭМИ и в статье про то почему нельзя выбирать цифровое пианино для обучение детей, что требования как и к механике и генератору огибающей для имитации должны быть идеализированные. В данном синтезаторе я решил применить имитацию по типу камертонного пианино, так как у меня предусмотрена двойная имитации, но об этом позже. Для начала давайте немного разберём как работает механика Пианино и Рояля.
Устройство механики Пианино
При нажатии на клавишу любого клавишного инструмента, мы сопротивляемся чему нибудь в механики устройства. Это может быть пружина или сложный механизм с десятком разных деталей. Но это как раз и говорит о податливости механики нажатию на клавиши. Естественно, что игра на Пианино отличается игре на Рояле, хотя хорошо настроения механика пианино, может быть и лучше по ощущением против механики Рояля где есть проблемы по развесовки. И не всегда в этом виновата сама механика. На рис. 1 показано устройство механизма Пианино, и вот как он работает (кратко). При нажатии на клавишу движения её передается пилотом 56 "Фигуре" 53, Фигура передаёт движение Шпиллеру 46, он толкает Шультер 24 (проще сам молоток) ну и молоток бьёт по струне. Так как Шпиллер пяткой при движении вверх зацепляется за пупку Ауслейзера 39, верхняя часть Шпиллера соскакивает в специальный паз Шультер и клавиша больше не влияет на полёт молотка. После удара по струне молоток немного возвращается обратно отскоком и ложится на Фенгер 35, Контрфенгером 31. подушка Фенгера 33 демпфирует колебания молотка. Это так же позволяет при отпускании клавиши, не отпустив её до конца, вернуть Шпиллер обратно на за цеп Шультера, что позволяет ещё раз нажать и будит опять удар молотком по струне, так называемая двойная репетиция. Самое интересное, говорят, что у пианино нет двойной репетиции без специальной доработки, это привилегия только Роялей. Но я лично на своём Пианино "Беларусь" 64-го года выпуска наблюдаю эту репетицию механика в нем не настраивалась с этого 64 года. Но да, есть пианино где нет двойной репетиции, у этих пианино, после удара молоток возвращается в исходное место на рулейстик 19-20-21. Но я думаю это просто не правильная настройка механики. Немного отошёл от темы. Так же во время нажатие на клавишу, Фигура и его Фигурная ложка 50 нажимает на рычаг Демпфера 27. По этому мы получаем сопротивление не только Фигура- Шпиллер-Шультер-пружина Шпиллера но и пружину демпфера 26 (хотя при развески клавиш демпфера не учитываются). Но молоток, после как ударит по струне, уже не давит на клавишу. Таким образом мы получаем "вес" нажатия и ощущения. Если клавиатура будит тяжёлой, то пианист быстро устанет, хотя при этом легче управлять динамикой, а если очень лёгкой, то будит тяжело выдавать динамику, не будит полётности в исполнении. Пианино середины ХХ века имели длинные клавиши и баланс, штифт средника, находился достаточно далеко от края накладок клавиш. Это позволяло добиться почти Рояльному весу нажатия и податливости по всей длине рабочей поверхности клавиши.
Со временем появилось ещё несколько разных механик, где баланс средника сместили ближе к краю накладок. Это сделало менее податливые нажатие, меньшую динамику и уменьшило размеры пианино в глубину.
Механика Рояля
Механика Рояля естественно отличается от Пианино, и не только из-за расположения струн, но и самой работы. Противодействие нажатию у Рояля сильнее чем у Пианино. Это из-за устройство самой механики. Тут также как и у пианино та-же последовательность клавиша-фигура-шпиллер-рипетиционный рычаг- "молоток". Сама по себе механика очень чувствительная, и позволяет добиться невероятного динамического диапазона. Так же сопротивляется нажатию клавиши механизм демпфера, он сам по себе не имеет пружин, но достаточно тяжёлый, что бы быстро возвращается обратно и глушит струну. Место баланса средника как правило находится по средине клавиши а сама клавиша очень длинная около 60см. Если у Пианино свинцовые грузы клавиш находятся сзади клавиши, то у Рояля как правило спереди, так как нужно компенсировать вес всей механики, также в помощь клавише есть компенсационная пружина на фигуре "А". Вес нажатие что у пианино, и у Рояля настраивают при помощи специального грузила.
При этом вес нажатие на клавиши разный и линейно снижается от баса к дисканту, (это важно и у дорогих цифровых фортепьяно это стало новой "фишкой" чтобы поднять продажи). В разных источниках по разному даны данные о весе нажатия на клавишу. Но я возьму данные Рояля Стенвей. Они-же более усреднённые, и не тяжёлая и не лёгкая клавиатура. И это 52г в басах и 47г в дисканте (Хоры 1-13 52г, 14-25 50г, 26-49 49г, 50-61 48г, 62-88 47г). Но я так понимаю это зависит от марки и производителя. По мимо веса нажатия, есть еще и вес возврата клавиши до самого верха. Это составляет 20г. То есть, при весе 20г, клавиша должна подняться полностью, а молоток лечь на Рулейстик.
Порой бывает так, что по грузам клавиатура настроена правильно, но при игре, клавиатура тяжелая. От чего это зависит. Грузы которые находятся в передней части клавиши, для компенсации веса механики, имеют свой вес, и инерцию. Если нажимать быстрее, чем сами грузы "падают" под притяжением, то игрок сопротивляется этим грузам. И получается, что при спокойной игре всё хорошо, а при динамической клавиатура наливается тяжестью больше чем нужно. Для этого убирают часть груза из клавиш, оставляют те, что ближе к штифту средника, и для того, что бы компенсировать вес рабочей механики, в фигуру добавляют компенсационную пружину (А), или под фигуру устанавливают пианинные шпиллерные пружины.
Еще одна рояльная механика. На заре перехода от клавесинного звука к фортепьянному, перед мастерами встала задача повысить динамичность исполнения. Вариантов механик было создано много, но по моему мнению одна механика выделялась. Это "Венская механика". Она проста, не сложна в настройке.
Вот как она работает. Тут мы видим очень простой способ работы и подъём молоточка. Клавиша тут длинной почти 80см, но при этом она очень лёгкая. Сопротивление при нажатии ощущается, но оно лёгкое. Вот как она выглядит (мне отдали такой инструмент, сейчас на реставрации) Здесь молоток находится прямо на клавише. При нажатии, задняя часть молотка цепляется за специальный подпружиненый молоточковый зацеп. Молоток начинает быстро пониматься, и не доходя до струны примерно сантиметра соскакивает продолжая лететь по инерции до струны, затем отскакивает на Фенгер. Когда клавишу отпускаем, то передняя часть с молотком соскакивает с Фенгера и ложится на демпфер на клавише, а задняя часть молотка, сново заходит в за цеп молоточкового зацепа. Это одна-репетиционная механика.
Органная механика.
Орган это довольно сложный инструмент. Я сейчас не буду в даваться как работает Орган (от нажатия клавиши до извлечения звука) но кратко раскату о механиках. Лично я знаю два типа механик, первая это когда трубочки с клапанами подходят к самим клавишам, и клавиша нажимает на клапан непосредственно (такой Орган находиться в городе Печоры Псковской области) Это сложная система из более чем 2000 трубочек. Вторая, это когда клавиша через разные тяги нажимает клапана, и так же к тягам прикреплены своеобразные нити, которые достаточно длинные и идут к самым дальним трубам нажимая клапана. По ощущением нажатию у Органа есть одна особенность (лично играл на первом варианте). Такое ощущение, что клавиатура словно "прилипает" к верхней части инструмента. При нажатии органист испытывает это сопротивление "срывая" клавишу. Это обусловлено тем, что воздух в системе органа давит на клапан и мы сопротивляемся этому давлению, так как клапан находится внутри воздушного блока. Так же на клавишах и клапанах стоят пружины и органист сопротивляется этим пружинам. Какой точно вес нажатия, срыва клавиши, и вес возврата я не знаю. Но по ощущением клавиатура довольно лёгкая, примерно 40г +-. Момент срыва чуть тяжелее. Для того, что бы компенсировать силу всех пружин и давление воздуха, штифт средника находится достаточно далеко от начала клавиши, таким образом игра одинакова по всей рабочей длине клавиши.
Ну вот с Акустикой мы закончили. Со временем эту часть буду дополнять и править с появлением опыта и новых знаний.
В следующей теме поговорим о механиках электронных и цифровых музыкальных клавишных инструментов. Всем спасибо за чтение.
Продолжение следует....
#механика акустического фортепьяно
