Энциклопедия Технологий и Методик - Устройство и механика рояля

Рояль (фр. royal — королевский) — музыкальный инструмент, основной вид фортепиано, в котором струны, дека и механическая часть расположены горизонтально, корпус имеет крыловидную форму, а звуки издаются ударами войлочных молоточков по струнам при помощи клавиш. В отличие от пианино, звучание рояля более выразительно и насыщенно по тембру, клавиатура более чувствительна, игровые качества более виртуозны, и диапазон градаций изменения звука — шире.

Назначение и выполняемые функции корпуса рояля те же, что и корпуса пианино, но в силу горизонтального расположения струнной одежды, опорных частей, механизма и крыловидной формы в плане, корпус рояля (см. рис.) конструктивно отличается от корпуса пианино. Детали корпуса рояля также подразделяются на щитовые и брусковые. Все эти детали предназначены для предохранения механизма, струнной одежды и деки.

Корпус рояля в разрезе:
1 — штульрама; 2 — клап; 3 — стенка; 4 — форбаум; 5 — замочный брусок; 6 — передняя крышка; 7 — пюпитр нотный; 8 — задняя крышка; 9 — стенка корпуса; 10 — фус-клетц; 11 — ножка; 12 — ролик; 13 — средник футора; 14 — полка средника; 15 — фасонный брусок; 16 — упорная палка; 17 — педальный шток; 18 — коробка лиры; 19 — педальные лапки; 20 — колонки лиры; 21 — резонансовая дека; 22 — струнная одежда; 23 — чугунная рама; 24 — штег дискантовый; 25 — штег басовый; 26 — клавиатурный брусок; 27 — вирбельбанк; 28 — ригельный замок; 29 — полик задней ножки.

Стенки корпуса подразделяются на составные (склеенные из отдельных частей) и гнутые. Внешние очертания составных корпусов с шиповыми соединениями отдельных частей характеризуются угловой формой, тогда как гнутые корпуса проще в изготовлении, более прочны при меньшем весе, имеют более красивую обтекаемую форму и удобны в массовом изготовлении.

Чугунная рама (23) — это цельная чугунная отливка сложного решётчатого строения с продольными и поперечными связями, укреплённая внутри деревянного корпуса инструмента и предназначенная для того, чтобы принимать на себя совокупное натяжение струн. В передней части рама имеет порожки или особые винты — аграфы, служащие для ограничения длины звучащих участков струн. В задней части рамы вбиты стальные колки, или задние штифты, за которые струны зацепляются ушками или петлями.

Аграф — латунный винт сложной формы с отверстиями и порожками, предназначенный для фиксации положения и обеспечения качественной отсечки струн хора.

Вирбельбанк (27) — многослойная деревянная доска с отверстиями, в которые запрессованы вирбели, натягивающие струны рояля (со временем дерево перестаёт плотно охватывать вирбели, и происходит расстройка фортепиано).

Фус-клетц (10) — опорный брус для крепления ножки рояля.

Штульрама (1) — массивная рама, которая привинчивается к бачкам корпуса и служит базой для клавишно-молоточкового механизма фортепьяно.

Нотный пюпитр (7) — является съемной частью и состоит из подвижной каретки и самого пюпитра, присоединенного петлями к каретке, служащего для установки нот под углом, удобным для исполнителя. Весь пюпитр может передвигаться вперед и назад и устанавливаться на расстоянии, соответствующем зрению исполнителя.

Внешнее оформление деталей корпуса рояля и их формы могут быть самыми разнообразными, а лицевая отделка — зеркально-черная полировка или полировка с сохранением текстуры ценных пород.

Самым совершенным и в настоящее время самым распространенным типом рояльного механизма является механизм с двойной репетицией, изобретенный парижским фортепьянным мастером Себастьяном Эраром около 1823 года. Характерной особенностью этой системы является возможность повторения удара молотка по струнам любое число раз и с очень большой игровой скоростью при неполном освобождении клавиши от нажатия между отдельными ударами. Эта особенность эраровското механизма представила большие удобства и преимущества для виртуозной игры пианистов. Во второй половине XIX века этот тип механизма был усовершенствован; удалось достичь упрощения и удешевления подобных механизмов и большой точности их регулировки.

В настоящее время этот тип механизма применяется в роялях подавляющего большинства фабрик мира, а также в роялях отечественного производства.

Конструкция оригинального механизма рояля Эрара состоит из следующих частей и действует таким образом: к задней части клавиши, при помощи абстракта (1) присоединяется качающийся на оси капсюля (2) основной нижний рычаг (3), являющийся поддержкой для передаточного механизма. На этом рычаге укреплен деревянный капсюль (4), в котором качается репетиционный рычаг (5), отталкиваемый вверх репетиционной пружиной (6). На свободном конце репетиционного рычага имеется сквозной прорез (окно), через который проходит средняя стойка (7) нижнего рычага, с крючком для ограничения движения рычага (5) вверх, а также конец вертикального отростка, качающегося на оси в капсюле- вилке переднего конца нижнего рычага (3). Винт (9) с мягкой головкой служит для установки правильного положения шпилера, который в состоянии покоя подходит верхним концом под шультерный барабанчик (10), оклеенный замшей и укрепленный на гаммерштиле, вблизи точки его качания в капсюле, причем головка молотка (11) лежит на подушке опорного бруска-рулейстика (12).

При нажатии клавиши абстракт (1), а с ним и вся система рычагов (3, 5 и 7) приподнимается, причем шпилер (8) подталкивает шультерный барабанчик (10) и молоток (11) к струне. Несколько раньше удара молотка по струне горизонтальный отросток шпилера встречает кнопку освободителя (13), которая выводит его верхний конец из-под шультерного барабанчика (10). Молоток, ударив по струне и лишившись опоры шпилера, падает обратно, ложась шультерным барабанчиком на репетиционный рычаг (5), который силой сжатия репетиционной пружины (6) уравновешивает молоток в некотором промежуточном положении. Оно определяется соприкосновением кожаной оклейки (14) на конце рычага (5) с Т-образным винтом (15), ввинченным в гаммерштиль вблизи точки его качания. Проволочный фенгер (16), входящий в окно, прорезанное в гаммерштиле, тормозит падение головки молотка и останавливает его приблизительно на одной трети расстояния от струны.

При небольшом освобождении клавиши от нажатия рычаг (3) слегка опустится; в то же время репетиционный рычаг (5) действием пружины (6) поддержит молоток на прежнем уровне или же слегка приподнимет его, что дает возможность верхнему концу шпилера (8) снова подойти под шультерный барабанчик (10). Это приводит механизм вновь в рабочее состояние. Повторное нажатие клавиши вызывает теперь повторение удара молотка по струне, что может быть сделано любое число раз.

Некоторая сложность первоначальной модели механизма настройки пианино Эрара побудила к созданию более простых систем механизмов с двойной репетицией, варьирующих в основном первоначальный тип.

Многие конструкции механизмов рояля, такие, как венские, английские (во всех их видоизменениях), ранние конструкции фирм «Эрар», «Герц», «Блютнер», ушли в область истории. Уже около 60 лет в роялях применяют исключительно швандеровские и стейнвейновские варианты механизмов двойной репетиции. Это лучшее, что создала конструкторская мысль в отношении игровых и репетиционных качеств.

Механизм рояля системы "Швандер":
1 — клавиша; 2 — пилот; 3 — нижний рычаг; 4 — шпилер; 5 — ауслезерная пупка; 6 — репетиционный рычаг; 7 — фенгер; 8 — молоточковый узел; 9 — молоточный капсюль; 10 — винт абкник; 11 — контрклавиатурная фигура; 12 — демпферный капсюль; 13 — демпферная ложка; 14 — шультерный барабанчик.

Механизм рояля системы "Швандер" (см. рис.) состоит из тех же четырех узлов, что и механизм пианино: клавишного, фигурного, молоточкового, демпферного. Однако, поскольку струнная одежда рояля расположена горизонтально, то и игровой механизм полностью горизонтален, что влияет на его действие. В рояльном механизме все передаточные рычаги после рабочего хода возвращаются в исходное положение главным образом за счет своего веса.

Конструктивно клавиатура (1) рояля почти не изменяется по сравнению с клавиатурой пианино, только изгиб клавиш за границей лицевой части делается двойным. Особенность эта связана с тем, что хвостовая часть клавиш, на которой размещены пилоты (2) и фенгеры (7), должна совмещаться с молоточками и фигурами, т. е. быть параллельной им и лицевой части клавиатуры. Пилоты (2) в роялях — всегда короткие латунные винты с цельной цилиндрической головкой, имеющей отверстия для поворачивания проволокой.

Фигурный узел — это комплект репетиционных фигур, навинченных на плоский брусок — фигурный лейстик. Каждая репетиционная фигура состоит из двух частей: нижнего рычага с фигурным выступом и присоединенного к нему сверху шарнирно репетиционного рычага. Для этого на нижней фигуре имеется задняя стойка с капсюльной вилочкой. В швандеровских механизмах есть еще одна стойка (более короткая), помещаемая ближе к переднему краю нижней фигуры: она является упором, ограничивающим ход верхней репетиционной фигуры и шпилера. Передний конец нижней фигуры отфрезерован капсюльной вилкой, в которой на оси вращается шпилер (4).

Репетиционный рычаг (6) предназначен для поддержания молоточкового узла (8) на весу. Будучи насажен на одну ось, он поворачивается наподобие коромысла, но прогнуться вниз под тяжестью молоточкового узла ему не дает короткий конец репетиционной пружины, закрепленной на штифте в прорези заднего конца. В передней части репетиционного рычага сделано прямоугольное окошечко для прохода шпилера (4). Отступя от него, просверлено небольшое отверстие для винта, который завинчивается в переднюю упорную стойку нижней фигуры и регулирует высоту репетиционного рычага.

Механизм рояля фирмы "Стейнвей":
1 — задняя стойка фигуры; 2 — шпилерная часть пружины; 3 — репетиционная часть пружины; 4 — стойка упора шпилера; 5 — установочный винт репетиционного рычага; 6 — крючок репетиционного рычага.

Конструкция репетиционной фигуры в механизмах фирмы «Стейнвей» несколько отлична. В ней имеется только одна промежуточная стойка, держащая ось репетиционного рычага. В этой же стойке закреплена пружина с двумя длинными концами. Верхний конец входит в желобок репетиционного рычага, отжимая его вверх: нижний конец опирается на выступ с канавкой в нижней части шпилера, оттягивая его назад. Для упора шпилера в нижний рычаг вделана металлическая ложка. Репетиционная пружина не имеет регулировочных винтов. Высота репетиционного рычага устанавливается вертикальным винтом с пупкой, пропущенным через репетиционный рычаг, ближе к его заднему концу.

Механизм современного концертного рояля:
1 — Клавиша, 2 — Пилот, 3 — Ножка толкателя, 4 — Пилот шпилера (ограничитель толкателя молоточка), 5 — Шпилер (толкатель молоточка), 6 — Капсюль (крепление) молоточка, 7 — Регулировочный винт молоточка, 8 — Гаммерштиль (ножка молоточка), 9 — Репетиционный механизм, 10 — Молоточек, 11 — Фенгер (тормозной башмачок), 12 — Капсюль (крепление) демпфера, 13 — Механизм демпфера, 14 — Ложка демпфера, 15 — Демпфер, 16 — Струна, 17 — Чугунная рама, 18 — Аграф, 19 — Колок, 20 — Дека.

Футор — основной опорный узел фортепиано, наряду с чугунной рамой несущий нагрузку натяжения всех струн. Массивная деревянная рама футора служит основой для крепления деталей и узлов корпуса.

Чугунная рама фортепиано (17) — это цельная чугунная отливка сложного решётчатого строения с продольными и поперечными связями, укреплённая внутри деревянного корпуса инструмента и предназначенная для того, чтобы принимать на себя совокупное натяжение струн (16). В передней части рама имеет порожки или особые винты — аграфы, служащие для ограничения длины звучащих участков струн. В задней части рамы вбиты стальные колки, или задние штифты, за которые струны зацепляются ушками или петлями.

Аграф (18) — латунный винт сложной формы с отверстиями и порожками, предназначенный для фиксации положения и обеспечения качественной отсечки струн хора.

Форбаум — деталь лицевой части корпуса рояля, закрывающая спереди чугунную раму и вирбельбанк.

Вирбельбанк (20) — многослойная деревянная доска с отверстиями, в которые запрессованы вирбели, натягивающие струны рояля (со временем дерево перестаёт плотно охватывать вирбели, и происходит расстройка фортепиано).

Фусклец — опорный брус для крепления ножки рояля.

Каподастр — металлическая фигурная планка, прижимающая поперёк струны к струнному штапику в дискантовом регистре; привинчивается к вирбельбанку и является одной из границ для вибрирующих участков струн.

Панцирь — сплошная плита чугунной рамы рояля, закрывающая вирбельбанк. Эта деталь характерна для панцирной рамы, она принимает на себя значительную часть силы натяжения струн (около 2,5 тонн), так как в плите для каждого вирбеля предусмотрено отверстие с втулкой, которое разгружает деревянный массив вирбельбанка. Такая конструкция рамы характерна для всех современных роялей. Также есть ещё два типа рамы — беспанцирная, плита которой несплошная (в ней вместо отверстий сделаны окна, а сплошной массив образует вирбельбанк, прикрученный снизу), и полурама, у которой плита отсутствует как чугунное завершение, а его функцию несёт вирбельбанк, прикрученный к раме шурупами и вклеенный в корпус рояля с двух сторон, а также придерживаемый в заданном положении рёбрами самой рамы. (Нетрудно подметить, что две последние разновидности рамы менее прочны, особенно полурама, хотя некоторые качественно сделанные старинные рояли с такой рамой возрастом до ста лет вполне работоспособны). Кроме того, на старинных прямострунных роялях рамы как самостоятельного компонента не было — её функцию выполняли корпус и футор рояля, а поддерживали всё это чугунные балки-распорки, прообраз теперешнего рамного шпрейца (см. ниже-шпрейц).

Штульрама — массивная рама, которая привинчивается к бачкам корпуса и служит базой для клавишно-молоточкового механизма фортепиано.

Шпрейц — брус футора или чугунной рамы, несущий нагрузки от натяжения струн.

Струнный штапик — литой порожек на вирбельном панцире чугунной рамы, на котором каждая струна разделяется на задействованную и неработающую части; служит для отсечки звучащей рабочей части струн. Раньше вместо него применялись аграфы-винты, напоминающие винты-барашки. В их головках имеются отверстия, через которые проходят струны, и выполняют эти отверстия ту же функцию, что и порожек. Аграфы вытесняются штапиком потому, что трудоёмки в производстве и установке, в том числе и при замене струн, тогда как штапик отливается вместе с рамой.

Под контрклавиатурными фигурами на шарнирах подвешена подъемная доска, которую подпирает вертикальный подъемный шток, пропущенный через отверстие в штульраме; нижний конец штока стоит на горизонтальном рычаге-качалке педального механизма, привинченном снизу штульрамы. Если нажимать правую педаль, шток под давлением качалки повернет вверх подъемную доску, она поднимет одновременно все демпферы, открывая струны для звучания. Таково действие педали forte.

Педаль piano действует в рояле по-особому. При нажатии левой педали связанная с ней подъемная палка поворачивает металлический угольник — фершибунг, укрепленный на оси в плоской петле, врезанной в штульраму. Выступающий из отверстия над поверхностью штульрамы штырь этого угольника давит на примыкающий к нему поперечный брусок клавиатурной рамы, весь механизм сдвигается поперек направления струн на несколько миллиметров.

Таким образом, в момент действия левой педали молоточки возбуждают струнные хоры не полностью, а на одну струну меньше — получается звучание piano. Но действие левой педали в рояле дает еще один эффект: изменение тембра, т. е. окраски звука. При «смешанном» ударе молоточки ударяют по струнам необыгранной частью фильцевой головки, более рыхлой, что заметно смягчает характер звучания. В исходное положение механизм возвращает сильная рессорная пружина, привинченная на уровне клавиатурной рамы к стенке корпуса рояля.

В настоящее время большинство роялей оснащены тремя педалями. Посредством этих педалей можно:

удерживать звук, не нажимая клавиши в этот момент (правая педаль);
ослаблять звук (левая педаль; следует заметить, что левая педаль используется не столько для ослабления, сколько для изменения окраски звука во время игры, создавая тем самым дополнительные нюансы);
удерживать звук части клавиш, эффект создания так называемой «расщеплённой клавиатуры». Разумеется, это также придаёт красочность (средняя педаль).

По размеру рояли классифицируются следующим образом:

Большие концертные длиной свыше 270 см — максимальный диапазон тембра, длительности и выразительности звучания. Назначение: концертное исполнение музыки в больших и средних залах, ансамбли с большим симфоническим оркестром, студийная звукозапись.

Малые концертные длиной 225—250 см — большой диапазон тембра, длительности и выразительности звучания. Назначение: концертное исполнение музыки в средних залах, ансамбли малых составов, студийная звукозапись.

Салонные (универсальные) длиной 200—220 см — большой диапазон тембра, длительности и выразительности звучания. Назначение: концертное и любительское исполнение в музыкальных гостиных (салонах) и в малых залах, обучение фортепианному искусству.

Кабинетные длиной 180—195 см — средний диапазон тембра, длительности и выразительности звучания. Назначение: любительское музицирование, обучение фортепианному искусству.

Малые кабинетные длиной 160—175 см — малый диапазон тембра, длительности и выразительности звучания. Назначение: любительское музицирование, обучение фортепианному искусству.

Миниатюрные миньон (мини) длиной 140—155 см — минимальный диапазон тембра, длительности и выразительности звучания. Назначение: удовлетворение рыночного спроса на инструменты малых размеров.

В большинстве случаев номер модели рояля — это его длина в сантиметрах или дюймах.

По своему предназначению рояли классифицируются следующим образом:

Совершенные — для занятий чистым искусством.
Профессиональные — для работы музыканта-профессионала.
Любительские — для любительского музицирования.
Обучающие — для обучения фортепианному искусству.
Интерьерные — для украшения интерьера.
Статусные — для создания имиджа владельца.
Антуражные — для создания шоу, представления, инсталляции и пр.
Самоиграющие — для развлечения.
Аутентичные — для аутентичного исполнения музыки определённого исторического периода.
Универсальные — рояли, сочетающие в себе несколько предназначений.

По качеству, совершенству конструкции, красоте звука, игровым свойствам и надёжности рояли подразделяются на следующие классы (современные производители):

August Forster (с 1859 года, Лёбау, Германия), C. Bechstein (модели с буквой «С.» в названии, с 1853 года, Зайфхеннерсдорф, Германия), Bluthner (с 1853 года, Лейпциг, Германия), Steinway & Sons (с 1853 года, Нью-Йорк, США), Mason & Hamlin (с 1854 года, Гэверхилл, Массачусетс, США), Bosendorfer (с 1828 года, Нойштадт, Австрия), Steingraeber & Sohne (с 1854 года, Байройт, Германия), Fazioli (с 1981 года, Сачиле, Италия), Grotrian Steinweg (c 1830 года, Брауншвейг, Германия)

Рояли премиум-класса являются совершенными по конструкции и изготавливаются штучно в соответствии с технологией, эволюционировавшей несколько столетий. Также определяющим критерием является достаточно солидный объём производства на протяжении более века. Разница в ценах различных брендов класса премиум объясняется разной степенью агрессивности рыночного маркетинга и глобальной рекламы в течение многих десятилетий. Рояли других классов имеют упрощения конструкций и производятся по более быстрым и упрощённым технологиям — в целях удешевления и получения прибыли в различных сегментах рынка.

Bechstein (модели В, Зайфхеннерсдорф, Германия), Seiler (Китцинген, Германия), Haessler (Julius Bluthner Pianofortefabrik GmbH, Германия), Steinway & Sons (модель S-155, США и Германия), Bosendorfer (линия Conservatory, Нойштадт, Австрия), Pleyel (Париж, Франция), Shigeru Kawai (концертные рояли, Япония), Yamaha (модели CF, Hamamatsu, Japan)

Irmler (модели Europe, Irmler Piano GmbH, Германия), Schimmel (Германия), Sauter (Германия), Ronisch (Германия), W. Hoffmann (модели Tradition, C.Bechstein Europe s.r.o., Германия-Чехия), Eduard Seiler и Johannes Seiler (Германия-Индонезия).
Boston (некоторые модели, Kawai Musical Instrument Mfg. Co., Ltd., Япония), Irmler (модели Studio, Irmler Piano GmbH, Германия-Китай), W.Hoffmann (модели Vision, Чехия), Yamaha (модели C, Япония), Shigeru Kawai (Kawai Musical Instrument Mfg. Co., Ltd., Япония), K. Kawai (некоторые модели, Kawai Musical Instrument Mfg. Co., Ltd., Япония), Samick (концертные — Samick Music Corp., Южная Корея-Индонезия), Feurich (Вена, Австрия — Ningbo, Китай), Wm. Knabe & Co. (модели Concert Series, Теннесси, США-Индонезия), Beltmann (Gilan Pianos, Нидерланды-Азербайджан), Galaxy (Galaxy Pianos, ОАЭ, Дубаи), Petrof (Чехия), Schulze & Pollmann (Сан-Марино, Италия).

Vogel (Польша-Китай), Samick (Южная Корея-Индонезия), Kohler & Campbell (США-Индонезия), Boston (некоторые модели, Karawan, Индонезия), Sohmer & Co. (США-Индонезия), Bohemia (Чехия, совместно с Hailun Piano Co., Китай), Yamaha (некоторые модели, Индонезия), Kawai (Kawai Indonesia PT, Индонезия), Brodmann (модели VE, Австрия-Китай), Euterpe (Индонезия), Young Chang (Южная Корея), Bergman (Южная Корея).

Essex (Steinway Musical Instruments Inc., фабрика Pearl River, Китай), Pearl River (Китай), Kayserburg (Pearl River Piano Co.Ltd., Китай), Ritmuller (Pearl River Piano Co. Ltd., Китай), May Berlin (Китай), Roesler (Чехия-Китай), Weinbach (Чехия-Китай), Wendl & Lung (Ningbo, Китай), Yamaha (некоторые модели, Китай), Kawai (Beijing Xinghai Musical Instruments Co. Ltd., Китай; Kawai Musical Instruments Ningbo Co. Ltd., Китай), Goodway (Ханчжоу, Китай), S. Ritter (Goodway Piano Co. Ltd., Китай), Brodmann (модели PE и CE, Китай), Falcone (Китай), Lietuva (Китай), Niemeyer (Китай), Otto Meister (Китай), Carl Ebel (Китай), Weber (Китай), Schumann (Moutrie Piano Co. Ltd., Китай), Moutrie (Китай), Baldwin (Китай), Astor (Китай), Sorbonne (Китай).

При составлении практического пособия использовались материалы сайтов: http://nastroyka.nm.ru, http://www.pianno.ru, http://www.pianoexpert.ru, а также различные публикации из газет и журналов.