Авторизоваться | Зарегистрироваться | Начальник
Alternative · Chanson · Classica · DJ/Dance · Folk · Hip-Hop · Jazz · Pop · Rock/Metal     
MusZone.ru  НОВОСТИ  РЕЛИЗЫ  АФИША  ОБЪЯВЛЕНИЯ  НАШ ВЗГЛЯД  ИСПОЛНИТЕЛИ  ЗАМЕТКИ  РАДИО  ПОЛЕЗНОЕ  ФОРУМ  КАТАЛОГ 
Muszone.ru | Полезное, к прочтению | Добавить исполнителя




Уголок редактора

Написать отзыв, предложение, задать вопрос можно тут.
icq
 

tel
   +7(921) 6-333-426
(пн-пт с 10:00 до 17:00)
 

«Запрещенные барабанщики»
07.07.2016 14:00, Москва.
ВДНХ











Звучание колоколов и время


В июле 1999 года Московским Колокольным Центром проведены паспортизация и дефектоскопия колоколов Звонницы Успенского собора Ростовского Кремля. Были уточнены основные размеры, веса и надписи на колоколах, сняты акустические характеристики: частотные спектры в момент удара и при установившемся основном тоне, диаграммы затухания звука по времени. Все эти данные официально переданы настоятелю Успенского собора и директору Государственного музея-заповедника <Ростовский Кремль>.

Ниже в таблице № 1 приведены акустические данные по ростовским колоколам, приведенные в 1884 году о. Аристархом Израилевым в его книге <Ростовские колокола и звоны, СПб., 1884.>, и вновь полученные характеристики Колокольного Центра.

Анализируя сегодняшние значения унтертонов колоколов, мы были удивлены теми явными расхождениями (в большинстве случаев в меньшую сторону) с данными, проведенными А. Израилевым. В чем тут дело ? Возможно, была наша ошибка, но мы применяли полупрофессиональную аппаратуру с достаточно высоким качеством, подтвержденным многократными измерениями. Звучание колоколов записывалось на лазерный минимагнитофон <Сони> с использованием электретного конденсаторного микрофона фирмы <Реалистик> (США), а расшифровка звука происходила в Колокольном Центре с помощью американской компьютерной программы <Спектра-Плюс> (частота определялась с точностью до одной сотой Герца).

Может быть ошибся Израилев ? Но это тоже маловероятно, так как он, по воспоминаниям своих современников, отличался аккуратностью и точностью в своих исследованиях. Уже то, что он привел в своей книге частоты колебаний (унтертонов) колоколов с точностью до сотых долей Герца, говорит о многом.

После тщательного изучения этого вопроса и консультаций с металловедами мы пришли к выводу, что все дело в старении бронзы. Старение - это изменение физико-химических и механических свойств и структуры материалов со временем. Старению подвержены все сплавы. Оно может быть естественное в процессе эксплуатации и длительного хранения или искусственное при определенных режимах нагрева и охлаждения.

Таблица № 1.

Название колокола, когда и кто лил Вес Диаметр на срезе Унтертон
Название колокола, когда и кто лил Вес Диаметр на срезе Унтертон в 1884 г. Унтертон в 1999 г. Разница унтертонов
Сысой 1688 год Флор Терентьев 32760 кг 2000 пуд. 3630 мм 65,46 Гц До (б) + 1 ц. 57,43 Гц # Ля (к) -26 ц. - 8,03 Гц - 227 центов
Полиелейный 1683 год Филипп и Киприан Андреевы 16380 кг 1000 пуд. 2860 мм 81,64 Гц Ми (б) - 17 ц. 71,99 Гц Ре (б) - 35 ц. - 9,65 Гц - 168 центов
Лебедь 1682 год Филипп Андреев 8190 кг 500 пуд. 2270 мм 98,00 Гц Соль (б) + 0 90,22 Гц #Фа (б) - 44 ц. - 7,78 Гц - 144 цента
Голодарь 1856 год завод Чарышникова 2803 кг 171 п. 5 ф. 1710 мм 100,69 Гц Соль (б) + 46 ц. 93,66 Гц #Фа (б) + 21 ц. - 7,03 Гц - 125 центов
Баран 1654 год 1310 кг 80 пудов 1260 мм 154,28 Гц #Ре (м) - 15 ц. 148,55 Гц Ре (м) + 20 ц. - 5,73 Гц - 65 центов
Красный 17 век (?) 491 кг 30 пудов 1075 мм 184,625 Гц #Фа (м) - 4 ц. 188,56 Гц #Фа (м) + 32 ц. + 3,935 Гц + 36 центов
Козел 1911 год 304 кг 18 п. 22 ф. 760 мм - 226,17 Гц Ля (м) + 47 ц. -
Ионафановский 1894 год з-д Оловянишникова 106 кг 6 п. 18 ф. 545 мм - 328,32 Гц Ми (1) - 7 ц. -
Безымянный - 1 17 век (?) 176,6 Гц 10,8 пуд. 635 мм 294,00 Гц Ре (1) + 2 ц. 290,69 Гц Ре (1) -_18 ц. - 3,31 Гц - 20 центов
Безымянный - 2 17 век (?) 141 кг 8,6 пуд 630 мм 251,00 Гц Си (м) + 28 ц. 247,67 Гц Си (м) + 5 ц. - 3,33 Гц - 23 цента
Безымянный - 3 17 век (?) 80,6 кг 4,9 пуд 506 мм 327,81 Гц Ми (1) - 10 ц 322,78 Гц Ми (1) - 37 ц. - 5,03 Гц - 27 центов
Безымянный - 4 17 век (?) 71 кг 4,33 пуд 472 мм 364,525 Гц #Фа (1) - 26 ц. 360,98 Гц #Фа (1) - 43 ц - 3,545 Гц - 17 центов
Зазвонный - 1 17 век (?) 76,6 кг 4,7 пуд. 493 мм 379,25 Гц #Фа (1) + 42 ц 380,45 Гц #Фа (1) + 48 ц + 1,2 Гц + 6 центов
Зазвонный - 2 17 век (?) 41,85 кг 2,55 пуд 410 мм 429,14 Гц Ля (1) - 44 ц. 430,92 Гц Ля (1) - 37 ц. + 1,78 Гц + 7 центов
Зазвонный - 3 или Ясак 17 век (?) 24 кг 1 п.18,5 ф. 343 мм 522,00 Гц До (2) - 4 ц. 516,98 Гц До (2) - 21 ц. - 5,02 Гц - 17 центов

Примечание к таблице № 1 :

1. Веса колоколов, отмеченные звездочкой - литьевые, у остальных указан фактический вес.

2. Колокол № 5 ''Козел'' был перелит в 1911 году, поэтому в книге А. Израилева указаны другие данные.

3. Колокол № 6 ''Ионафановский '' отлит в 1894 году, поэтому в книге А. Израилева не указан.

4. Для практического удобства звонарей написание октав изменено по сравнению принятым в теории музыки ( например, Соль (б) - обозначает Соль большой октавы ).

Так вот, колокольная бронза, являясь сплавом меди и олова, также ''стареет'' Что же происходит с ней со временем ? Этот сплав имеет кристаллическую структуру и представляет собой твердую медь, в которой застыли интерметаллические кристаллы различных фаз, среди которых наиболее важным и отвечающим за звучание является интерметаллид Cu31Sn8. Между поверхностью этих кристаллов и медью всегда существуют микрозазоры (несплошности), которые в результате напряженного состояния колокола увеличиваются со временем как по ширине, так и по длине. Этот процесс постоянен и зависит от качества исходного материала и условий эксплуатации. Пока микротрещины растут и находятся внутри металла, то это ещё полбеды. Но как только микротрещина выходит наружу, то процесс разрушения резко возрастает и колокол быстро приходит в негодность. Отсюда можно сделать первый неутешительный вывод, что любой колокол имеет свой срок жизни и независимо ни от чего наступит время, когда в результате такого ''разрыхления'' он разрушится.

Почему же меняется частотная характеристика колокола со временем ? Колокол относится к музыкальным ударным инструментам с самозвучащим телом (группа т.н. ударных идиофонов). Его частотная характеристика (частоты мод) заложена в самой конструкции и зависит от размеров колокола, его профиля, модуля упругости Юнга, коэффициента Пуассона и плотности материала. Для колоколов одинакового профиля эта зависимость выражается формулой подобия Хладни: где: F - частота; T - толщина; D - диаметр; E - модуль упругости Юнга; Р - плотность материала.

В этой формуле не учитывается коэффициент Пуассона, характеризующий отношение продольных и поперечных упругих свойств материала, так как для большинства металлов он равен ~ 0,3 (тем более в нашем случае его изменениями можно пренебречь). При рассмотрении процесса старения можно принять, что размеры колокола и плотность бронзы практически также не измены. Следовательно, изменение частоты будет зависеть, главным образом, от модуля упругости Юнга, характеризующего сопротивление материала упругой деформации и равного отношению напряжения к вызванной им упругой относительной деформации при осевом растяжении или сжатии. Отсюда можно сделать второй вывод, что с разрыхлением бронзы уменьшается её упругость и вследствие этого падает частотная характеристика колокола. ( Кстати, звонари давно заметили, что старые колокола звучат всегда басистее чем новые колокола тех же размеров ).

Для проверки этого вывода мы провели несколько исследований и экспериментов. В этих работах нами был взят за основу, как и у А. Израилева, самый низкий и долгозвучащий обертон - унтертон, который легче всего подается измерениям. Для начала мы решили проверить наличие смещения частоты унтертона у старых колоколов, отлитых на заводе Оловянишникова, сравнив их с расчетными данными, приведенными в его книге <История колоколов и колокололитейное искусство, Москва, 1912>. Имеющиеся в Колокольном Центре статистические данные по 30 колоколам мы поместили на графике № 1 в логарифмическом масштабе.

Примечание: Графики будут приведены позднее

При анализе этих данных можно сделать следующий вывод - изменение частоты унтертона в меньшую сторону явно наблюдается у всех колоколов и степень этого изменения зависит не только от времени, но и от массы колокола (чем она больше, тем больше изменения за тот же период времени). Однако эти исследования можно рассматривать только приблизительными, так как мы не знаем точно состояния исходного материала и фактического первоначального значения унтертона колокола и не учитываем износ ударного кольца колокола.

Чтобы провести более точные исследования были взяты 6 старых колоколов разных весов и подвергнуты обжатию в газостате в нейтральной атмосфере при давлениях 1000-2000 атмосфер по специальному температурному графику с учетом пластической деформации и рекристаллизации колокольной бронзы. После такой обработки все колокола ''зазвенели'' и стали намного певучее. Исследования микрошлифов обжатого таким образом материала показали, что он стал сверхплотным, а его структура стала похожа на кованую. В таблице № 2 приведены значения унтертона колоколов до термостатирования и после него. Как видно из таблицы, смещение частоты унтертона в большую сторону произошло у всех колоколов, причем оно зависело от массы колокола.

Таблица № 2.
№№ п / п Вес колокола, когда и кто лил Унтертон до термо- обработки Унтертон после термообработки Разница Унтертонов
1 99 кг ( 6 пудов ) 1890-е годы 298,12 Гц Ре (1) + 25 ц. 309,53 Гц #Ре (1) - 9 ц. + 11,41 Гц + 66 центов
2 51 кг ( 3 пуда ) 1890-е годы завод Самгина 448,82 Гц Ля (1) + 34 ц. 475,09 Гц #Ля (1) + 32 ц. + 26,27 Гц + 98 центов
3 19,8 кг ( 1,2 пуда ) 1898 год завод Шишкина 612,37 Гц #Ре (2) - 28 ц 654,10 Гц Ми (2) - 14 ц + 41,73 Гц + 108 центов
4 19,1 кг ( 1,17 пуда ) 1890-е годы 610,33 Гц #Ре (2) - 34 ц 623,19 Гц #Ре (2) + 3 ц. + 12,86 Гц + 37 центов
5 9 кг ( 22 ф. ) 1890-е годы з-д Оловянишникова 745,59 Гц #Фа (2) + 13 ц. 761,73 Гц #Фа (2) + 49 ц. + 16,14 Гц + 36 центов
6 6,55 кг ( 16 ф. ) 1890-е годы з-д Оловянишникова 972,40 Гц Си (2) - 28 ц 982,46 Гц Си (2) - 10 ц. + 10,06 Гц + 18 центов

Примечание к таблице № 2 . (В нижней части юбки колокола № 3 имеется заваренная медью трещина. )

Чтобы оценить корреляцию этих смещений частоты в зависимости от качества литья колоколов, термостатированию были подвергнуты 6 новых колоколов АОЗТ - Товарищества < Пятков и Кo> (г. Каменск-Уральский). Из таблицы № 3 можно видеть также изменения частоты унтертона после термообработки, но не настолько большое как у старых колоколов.

Таблица № 3.
№№ п / п Вес колоколов Пятков и Ко 1999 год Унтертон до термо- обработки Унтертон после термообработки Разница Унтертонов
1 90 кг ( 5,5 пудов ) 463,04 Гц #Ля (1) - 12 ц. 472,80 Гц #Ля (1) + 24 ц + 9,76 Гц + 36 центов
2 52 кг ( 3 пуда ) 495,07 Гц Си (1) + 4 ц. 505,31 Гц Си (1) + 39 ц. + 10,24 Гц + 35 центов
3 32 кг ( 2 пуда ) 714,79 Гц Фа (2) +39 ц. 727,38 Гц #Фа (2) - 30 ц + 12,59 Гц + 31 цент
4 16 кг ( 1 пуд ) 731,96 Гц #Фа (2) - 19 ц. 732,25 Гц #Фа (2) - 18 ц. + 0,29 Гц + 1 цент
5 12 кг ( 0,75 пуда ) 882,28 Гц Ля (2) + 4 ц. 883,13 Гц Ля (2) + 6 ц. + 0,85 Гц + 2 цента
6 8 кг ( 0,5 пуда ) 1151,46 Гц Ре (3) - 35 ц. 1154,63 Гц Ре (3) - 30 ц. + 3,17 Гц + 5 центов


Вышеприведенные результаты исследований однозначно показали, что между смещением частоты унтертона колокола, его массой и временем есть определенная взаимосвязь. Зная эту зависимость, массу колокола, значение исходной частоты унтертона (например, путем компьютерных вычислений методом конечных элементов или обжатия в термогазостате) и сегодняшнее значение унтертона, мы смогли бы определять или подтверждать возраст исторически ценных колоколов. Однако, в связи с недостатком статистических данных нам не удалось пока вывести формулу такой зависимости. Возможно, эта идея заинтересует кампанологов, историков, археологов и других специалистов и исследования в этой области будут продолжены.

Подтвердив факт изменения частоты унтертона колоколов со временем, мы решили ещё раз вернуться к ростовским колоколам и решить интересную, с нашей точки зрения, задачу. Дело в том, что помимо значений унтертона, определенных А. Израилевым в 1884 году и нами в 1999 году, мы имеем результаты измерений петербургских исследователей в 1991 году (см. книгу <Музыка колоколов, СПб., 1999, состав. Никаноров А.Б.>) и наши измерения в 1996 году при записи ростовских звонов. Поэтому встал вопрос, а нельзя ли путем интерпретации всех этих данных определить первоначальные значения унтертонов ростовских колоколов, в первую очередь четырех самых больших и старых <Сысой>, <Полиелейный>, <Лебедь> и <Баран>, для которых точно известен год отливки и у которых тенденция снижения частоты унтертона со временем четко проявляется. (К сожалению, другие колокола звонницы переливались или их точная дата отливки не известна, а унтертоны, например, <Красного> и зазвонных колоколов ведут себя неустойчиво и даже увеличиваются со временем, что можно объяснить, в частности, большим износом ударного кольца.)

Все данные по большим колоколам были сведены в таблицу № 4 и графике №2. В результате проведенной интерпретации (похоже, что она имеет линейную зависимость) были выведены частоты унтертонов, которые имели колокола более 300 лет назад.

Таблица №4
Название колокола Унтертон в 1999 г. Унтертон в 1996 г. Унтертон в 1991 г. Унтертон в 1884 г. Унтертон в 1680-е годы
Сысой 57,43 Гц #Ля (к) - 26 ц. 58,27 Гц #Ля (к) + 0 ц. 58,5 Гц #Ля (к) + 8 ц. 65,46 Гц До (б) + 1 ц. ~ 80 Гц Ми (б)
Полиелейный 71,99 Гц Ре (б) - 35 ц 73,87 Гц Ре (б) + 10 ц 74,0 Гц Ре (б) + 17 ц. 81,64 Гц Ми (б) - 17 ц. ~ 99 Гц Соль (б)
Лебедь 90,22 Гц #Фа (б) - 44 ц. 91,30 Гц #Фа (б) - 23 ц. 91,0 Гц #Фа (б) - 28 ц. 98,00 Гц Соль (б) + 0 ц. ~ 112 Гц Ля (б)
Голодарь-3 93,66 Гц #Фа (б) 95,93 Гц Соль (б) 96,0 Гц Соль (б) 100,69 Гц Соль (б) -
148,55 Гц Ре (м) + 20 ц. 148,10 Гц Ре (м) + 15 ц 148,0 Гц Ре (м) + 14 ц 154,28 Гц #Ре (м) - 15 ц ~ 164 Гц Ми (м)


Примечание к таблице № 4. (Сегодняшний <Голодарь> дважды переливался и, по мнению А. Израилева (см. его книгу) первоначальный вариант весил 140 пудов и имел унтертон До малой октавы. )

Что же получилось ? Если наши рассуждения и расчеты верны, то отлитые Филиппом Андреевым <Лебедь> и <Полиелейный> оказались с разрывом в 2 полутона и нарушили имевшееся терцево-квинтовое благозвучие больших колоколов ( см. таблицу № 5 ). В результате получился набор колоколов: <Полиелейный> - <Лебедь> - <Голодарь> - <Баран> по тональности: Сольб - Ляб - Дом - Мим с интервалами: 2 - 3 - 4 полутона. Митрополит Иона Сысоевич III был образованейшим человеком своего времени, прекрасно разбирался в музыке и, по всей вероятности, был не доволен результатом последней отливки (<Полиелейного>).

Таблица № 5.
Название колокола Унтертон в 1999 г. Унтертон в 1884 г. Унтертон в 1680-е годы
Сысой 57,43 Гц #Ля (к) 65,46 Гц До (б) ~ 80 Гц Ми (б)
Интервал между унтертонами 4 полутона 4 полутона 3 полутона
Полиелейный 71,99 Гц Ре (б) - 35 ц. 81,64 Гц Ми (б) - 17 ц. ~ 99 Гц Соль (б)
Интервал между унтертонами 4 полутона 3 полутона 2 полутона
Лебедь 90,22 Гц #Фа (б) - 44 ц 98,00 Гц Соль (б) + 0 ц. ~ 112 Гц Ля (б)
Интервал между унтертонами 65 центов 46 цнентов 3 полутона
Голодарь 93,66 Гц #Фа (б) + 21 ц. 100,69 Гц Соль (б) + 46ц ~ 130 Гц До (м)
Интервал между унтертонами 8 полутонов 8 полутонов 4 полутона
Баран 148,55 Гц Ре (м) + 20 ц 154,28 Гц #Ре (м) - 15 ц. ~ 164 Гц Ми (м)


Видимо, поэтому для отливки <Сысоя> он пригласил другого московского мастера Флора Терентьева и поставил перед ним условие, чтобы унтертон нового благовестника был бы Ми большой октавы, то есть с разницей в 3 полутона (малая терция) с <Полиелейным> или 5 полутонов (кварта) с <Лебедем>. С точки зрения русской певческой традиции (терцово - квартовые ладовые образования) и европейской теории музыки, которая к концу XVII века широко распространилась в России, это был единственный и идеальный выход. Возможно, кто-то скажет, что это была просто случайность при отливке. Но нам представляется, что с учетом той власти и могущества, которые имел ростовский митрополит, и мастерства московских литейщиков в то время, это маловероятно.

Со временем строй больших колоколов менялся. При Израилеве он стал мажорным и это в конце XIX века считалось идеальным со всех точек зрения, приводя любителей колокольного звона в неописуемый восторг. Но вот прошло еще одно столетие и строй звонницы опять изменился. Нотные записи звонов А. А. Израилева стали уже неверны и мы можем использовать только их старинные ритмические рисунки.

Если наши открытия верны, то данная задача может решаться не только со взглядом в прошлое, но и в будущее. Можно предположить, как будут звучать большие колокола звонницы Успенского собора Ростова Великого через 100 и более лет. А будущее покажет !

В любом случае мы должны быть благодарны протоиерею Аристарху Израилеву за его великолепный труд по ростовским колоколам, без которого мы не смогли бы провести вышеуказанные исследования.



2000г.
(c) В.Г. Шариков и А.Б. Хадорич ( Московский Колокольный Центр),
А.Н. Горкина ( РАМ им. Гнесиных)
По материалам www.bilo.ru







Elli Noise
Modern rock
Санкт-Петербург
Андрей Древний
Rock / Art-rock
Уфа
Попутчик
Эстрадный шансон
Тверь

Андрей Янов
Клавишные, флейта, варган
Алексей Бусурин
вокал
Юрий Черкашин

Тату не портит красоту 1997
Эй, послушай, друг... 2006
альбом "Инструментальная музыка" 2010




О MusZone.ru | Партнерам | Пользовательское соглашение | Реклама | Ноты | Кааталог mp3 | Контакты | RSS



2005-2016 © Muszone.ru