Вихревая трубка
Вихревая трубка , гофрафон , или резонатор блугл , также продававшийся как Free-Ka в 1960-1970-х годах, представляет собой экспериментальный музыкальный инструмент , который состоит из гофрированной (ребристой) пластиковой трубки или шланга (полого гибкого цилиндра ), открытых с обоих концов и возможно шире на одном конце ( колокол ), более тонкий из которых вращается по кругу для игры. Это может быть несколько футов в длину и около нескольких дюймов в ширину. Чем быстрее качается игрушка, тем выше высота тона издаваемой ею ноты, и она производит дискретные ноты в гармоническом ряду, какмедный бесклапанный инструмент , но основную и вторую гармонику возбуждать трудно. [1] Для концертной игры трубу необходимо подрезать по длине, чтобы настроить ее. Номер Hornbostel-Sachs : 412.22, трубка представляет собой вихревой (вращается вокруг своей оси) неидиофонический (безязычковый) прерывистый свободный аэрофон , но обычно включается в секцию перкуссии со звуковыми эффектами, такими как цепи , трещотки и грозовые листы .
Хопкин описывает один закрученный гофрофон как способный воспроизводить три или четыре различных звука. [2] Кроуфорд описывает гармоники со второй по седьмую как достижимые при вращении, хотя семь дублей — «большие усилия». [3] Хопкин описывает, что с гофрогорном, «с трубками подходящей длины и диаметра, диапазон значительно расширяется [гармонический] ряд, где доступные тона близки друг к другу, и вы можете, с практикой, играть довольно мелодично ». [4]На самом деле, поскольку каждая гармоника воспроизводится в диапазоне скоростей (а не на одной конкретной скорости), пропустить гармоники сложно, так как для этого требуется скачок скорости (а не постепенное изменение), хотя это легко сделать с помощью язык и горло, чтобы прервать поток воздуха с corrugahorn. [3] Во многих коммерческих предложениях описывается, что лампы воспроизводят до пяти различных нот (предположительно шкала горна : гармоники 2, 3, 4, 5 и 6 ) . тяжелая работа, [5] диссонирующие соседние гармоники могут звучать одновременно, например, 15 и 16
. Основные гармоники и гармоники гофрированной трубы ниже, чем у негофрированной трубы той же длины и диаметра, и «слышимая вибрация в вихревой трубе появляется только при превышении скорости воздушного потока определенного минимума, что может препятствовать звучанию вибратора». основная или низшая гармоника». [6] Тембр нот, воспроизводимых вихревой трубкой, «почти все основные», согласно анализу Фурье (похожие на синусоидальные волны ). [6] Трубки длиннее нескольких футов могут иметь один конец, закрученный, когда их держат около середины, или их можно высунуть из окна автомобиля.
Уравнения, описывающие звук, издаваемый при вращении трубки, следующие, где «удар» - это когда воздух ударяется о гофры. [3]
Таким образом, чем быстрее качается трубка или чем плотнее гофрирование, тем выше высота тона воспроизводимой ноты.
Разница в скорости между движущимся концом трубки и неподвижным концом, который держат в руках, создает разницу в давлении воздуха . Более высокое давление на неподвижном конце и более низкое давление на подвижном конце. Эта разница протягивает воздух через трубку, и скорость воздуха изменяется (изменяется тон) в зависимости от скорости вращения. Высота тона, громкость и тон звука зависят от длины и диаметра трубы, расстояния между каждым гребнем и скорости вращения трубы, которая перемещает воздух быстрее или медленнее через трубу, изменяя тон ступенчато. ... [Только гофрированные трубки поют] Когда воздух течет сначала по одному хребту, потом по второму, он кувыркается в вихрь. Чем быстрее воздух проходит через трубку, тем выше частота звука, издаваемого вихрем. Когда частота вихря совпадает с одной из собственных резонансных частот трубки [гармоник], она усиливается. [5]