Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Вращающаяся трубка

Whirly трубки , corrugaphone или bloogle резонатор , также продаются как Free-Ka в 1960 1970-х годов, представляет собой экспериментальный музыкальный инструмент , который состоит из гофрированного (ребристой) пластиковая трубка или шланг (полый гибкий цилиндр ), открытый на обоих концах и возможно более широкий на одном конце ( раструб ), более тонкий из которых вращается по кругу для игры. Это может быть несколько футов в длину и около нескольких дюймов в ширину. Чем быстрее поворачивается игрушка, тем выше высота ноты, которую она воспроизводит, и она воспроизводит дискретные ноты в гармоническом ряду, напримербесклапанный медный инструмент , но основную и вторую гармонику возбудить сложно. [1] Чтобы играть согласованно, длина трубки должна быть обрезана для настройки . Хорнбостеля-Сакс номер : 412,22, трубка кружащегося (поворачивается на своей оси) , не idiophonic (reedless) interruptive бесплатно аэрофон , но, как правило , включена в разделе перкуссии со звуковыми эффектами , таких как цепи , трещотки и грозовыми листы .

Звук [ править ]

При вращении гофрированной трубы внешняя сторона движется быстрее

Хопкин описывает один вращающийся гофрированный звук, способный воспроизводить три или четыре различных звука. [2] Кроуфорд описывает гармоники со второй по седьмую как достижимые во время вращения, хотя семь требует «больших усилий». [3] Хопкин описывает, что с гофрированным рожком, «с трубками подходящей длины и диаметра, диапазон значительно расширяется до [гармонической] серии, где доступные тоны близки друг к другу, и вы можете с практикой играть довольно мелодично ». [4]Фактически, поскольку каждая гармоника воспроизводится во всем диапазоне скоростей (а не на одной определенной скорости), трудно пропустить гармоники, поскольку для этого требуется скачок скорости (а не постепенное изменение), хотя это легко сделать с помощью одного язык и горло, чтобы прервать воздушный поток с помощью гофрированного рога. [3] Во многих коммерческих предложениях лампы описываются как воспроизводящие до пяти отдельных нот (предположительно шкала горна : гармоники 2, 3, 4, 5 и 6 Play ( справка · информация ) ), и хотя возможно использование более высоких гармоник, если тяжелая работа, [5] диссонирующие соседние гармоники могут звучать одновременно, например, 15 и 16Об этом звуке  . Основная гармоника и гармоники гофрированной трубки ниже, чем у негофрированной трубки той же длины и диаметра, и «слышимая вибрация в вихревой трубке появляется только тогда, когда скорость воздушного потока превышает определенный минимум, что может помешать зондированию трубы». основная или более низкая гармоника ". [6] Согласно анализу Фурье, тембр нот, производимых вихревой трубкой, «почти полностью фундаментален» (аналогично синусоидальным волнам ). [6] Трубки, длина которых превышает несколько футов, могут закручиваться одним концом, удерживаясь около середины, или могут быть вытянуты из окна автомобиля.

Уравнения, описывающие звук, производимый при вращении трубки, следующие, где «неровность» - это когда воздух ударяется о гофры. [3]

[6]
[3]

Таким образом, чем быстрее поворачивается трубка или чем плотнее гофра, тем выше высота ноты.

Разница в скорости между движущимся концом трубки и неподвижным ручным концом создает разницу в давлении воздуха . Более высокое давление на неподвижном конце и более низкое давление на подвижном конце. Эта разница втягивает воздух через трубку, и скорость воздуха изменяется (изменяя тона) со скоростью вращения. Высота, громкость и тон звука зависят от длины и диаметра трубки, расстояния между каждым выступом и скорости вращения трубки, которая перемещает воздух через трубку быстрее или медленнее, изменяя тон ступенчато. ... [Поют только гофрированные трубы] Когда воздух проходит сначала по одному гребню, а затем по второму, он падает в вихрь.. Чем быстрее воздух проходит через трубку, тем выше частота звука, производимого вихрем. Когда частота вихря соответствует одной из собственных резонансных частот трубки [гармоник], она усиливается. [5]

Согласно принципу Бернулли , с увеличением скорости давление уменьшается; таким образом, воздух всасывается в неподвижный или внутренний конец трубки, когда воздух более высокого давления движется вверх по трубке, чтобы заполнить воздух более низкого давления при более быстром вращении или внешнем конце трубки. [7]

Характеристическая скорость - это средний поток через трубу U, а характеристическая длина должна быть кратной расстоянию между гофрами, nL , где n - целое число, а L - расстояние между гофрами. На низких скоростях нестабильный внутренний поток должен пройти несколько гофр, чтобы образовалась петля обратной связи. По мере увеличения скорости петля может быть образована с меньшим количеством гофр. Число Струхаля

использовался как коэффициент масштабирования. Уникальным аспектом этого свистка является то, что внутренний поток несет как нестабильный вихрь вниз по потоку, так и возвращающийся сигнал обратной связи вверх по потоку. [ необходима цитата ]

Используйте [ редактировать ]

Ансамбль водоворотов создает поразительные музыкальные паттерны яркого чистого звука, иногда навязчиво красивые, иногда драматические, иногда мягкие, иногда сильные и мощные, но всегда вдохновляющие и заставляющие задуматься.

-  Northern Territory News , декабрь 1984 г. [6]

Гофрированная пластиковая трубка кружась инструмент стал мгновенным, если недолговечны, культурное явление в конце 1960 - х годах Нью - Йорке под названием «Free-Ка», продаваемый уличными, а захвачена The New Yorker в 1970 году [8] It был использован Питером Бруксом в начале 1970-х годов в его постановке Шекспира « Сон в летнюю ночь» . [9] Он использовался рядом художников, включая Питера Шикеле , Фрэнка Тихели , You're the One (альбом) | Пол Саймон]], Мэйси Грей , Лох-Ломонд , [ цитата необходима ] и Комитет Ежегодника . [необходимая цитата ]Также в«Моменты блаженства»Бретта Дина(2004)[10]и вThe Cadets Drum and Bugle Corpsв 2011 году. Он был использован в некоторыхкомическихкомпозицияхБаха PDQПитера Шикеле,таких какErotica Variations: IV(1979),[11][12][13]Missa Hilarious(1975),[14]иShepherd on the Rocks with a Twist(1967).[14]Шикеле, который называет этолассо д'амур(игра слов нагобое д'амур ), дает шутливое объяснение эволюции инструмента: венские ковбои крутили «свои лариаты над головой с такой огромной скоростью, что создавалась музыкальная высота ...» Модификации, которые сделали это развитие возможным, сделали [лассо ] бесполезен для скота на веревке ". [11] [15]

Дэвид Коуп в 1972 году обсуждал кугафон , который в 1997 году он описывает как инструмент, созданный из мундштука для трубы, прикрепленного к длинной пластиковой трубке диаметром 3/8 дюйма с кухонной воронкой , обычно в руке, в другой конец действует как звонок ; таким образом, звук можно модулировать, направляя воронку, оказывая давление на воронку или вращая воронку вокруг головы и создавая эффект Доплера . [16] Эта версия инструмента потребует техники латунной амбушюры , а не гофрирования. К 1997 году уже существовали ансамбли кугафонов. [17]

Изобретатель неизвестен, хотя Барт Хопкин приписывает покойному Фрэнку Кроуфорду из физического факультета Калифорнийского университета в Беркли «разработку идеи и исследование акустики, лежащей в основе» [4], а в 1973 году Кроуфорд приписывает другому профессору указание на него. игрушка, которая «около года или двух назад ... появилась в магазинах игрушек по всей стране» и имеет фирменные или торговые названия «Whirl-A-Sound», «Freeka» и «The Hummer»; последний был сделан WJ Seidler Co. из Лос-Анджелеса, Калифорния. [3] Кроуфорд изобрел метод выдувания достаточно маленького шланга, известный как гофрированный рог . [18]Для этого требуется трубка с диаметром меньше, чем обычно продается в качестве игрушек (один дюйм - слишком большой, полдюйм - нет), [3] Хопкин рекомендует шланг для газового обогревателя 3/8 дюйма как наиболее удобный из широко доступных размеров. [4] Кроуфорд изобрел «водяной поршень с перевернутой корзиной для мусора », управляемую версию, которую он назвал «Водопровод», с помощью которой он мог легко достичь одиннадцатой гармоники . [3]

См. Также [ править ]

  • Bullroarer : традиционный инструмент для дальней связи, который издает низкий рев при движении по кругу.
  • Бумвхакер : легкая, полая, пластиковая трубка, настроенная на музыкальную высоту по длине
  • Ламинарно-турбулентный переход
  • Расход трубы
  • Pop Toob : похоже на вращающуюся трубку.
  • Взлом

Ссылки [ править ]

  1. ^ Спротт, Жюльен Клинтон (2006). Демонстрации физики: Справочник для учителей физики, том 1 , стр.158. «Вы также можете использовать гофрированную пластиковую трубку, называемую« гофроофон »,« резонатор Блюгла »или« хаммер », чтобы производить различные свистящие звуки, когда вы вращаете ее над головой. Частоты - это гармоники основного органа. -трубные моды, которые предпочтительно возбуждаются индивидуально в зависимости от скорости вращения. Трудно возбудить основную гармонику и даже вторую гармонику, но более высокие гармоники легко возбуждаются ». ISBN  9780299215804 .
  2. ^ Хопкин, Барт (2009). Изготовление музыкальных инструментов с детьми , без разбивки на страницы. См. Sharp. ISBN 9781937276027 . 
  3. ^ Б с д е е г Crawford, Frank S. (1974). « Поющие гофрированные трубы », AJP , том 42, стр. 278–81, Physics.umd.edu . «Гофрированная трубка, открытая с обоих концов, через которую проходит воздух, поет ноты, которые зависят от скорости потока и длины трубки. Ноты, которые она поет, являются естественными гармониками трубки».
  4. ^ a b c Хопкин, Барт (1996). Дизайн музыкальных инструментов: Практическая информация по приборостроению , без страниц. См. Sharp. ISBN 9781884365836 . 
  5. ^ a b « Звуковой шланг », SteveSpanglerScience.com .
  6. ^ а б в г Кроуфорд, Фрэнк (1989). «Что такое горухорн?», Экспериментальные музыкальные инструменты , том 5, стр. 14–9. Описание характеристик и иллюстрации.
  7. ^ " Whirly Tubes ", ScienceWorld.ca .
  8. ^ " Free-Ka" Роберта Макмиллана, The New Yorker, 11 июля 1970 г., стр. 20 "
  9. ^ Барбара Hodgdon, стр. 166, в «Шекспир. Память и перформанс», изд. Питер Холланд
  10. ↑ Моррис, Крейг (7 августа 2009 г.). " Whirly Tubes and Bloogles ", LivMusic.com . Архивировано 29 августа 2016 года в Wayback Machine.
  11. ^ a b Шикеле, Питер (1976). Окончательная биография PDQ Баха . Нью-Йорк: Рэндом Хаус. п. без страницы. ISBN 9780394465364.
  12. ^ " The Intimate PDQ Bach ", Schickele.com .
  13. ^ " Бах: Эротические вариации, для запрещенных инструментов и фортепиано ", PrestoClassical.co.UK .
  14. ^ a b Рикардс, Стивен (2008). Репертуар контртенора двадцатого века: Путеводитель . Лэнхэм, Мэриленд: Роуман и Литтлфилд. С. 273–4. ISBN 9780810861039.
  15. ^ Шикеле, Питер. "Вариации" Erotica "для запрещенных инструментов и фортепиано, S. 36EE" The Intimate PDQ Bach , Vanguard, LP, VSD 79335, 1974. На этой записи Шикеле дополнительно утверждал, что они были венскими ковбоями 18-го века, что означает, что они, вероятно, выступали зимой. Школа верховой езды.
  16. ^ Коп, Дэвид (1997). Техники современного композитора , с.146. Ширмер. ISBN 0-02-864737-8 . Цитирует: Коуп, Дэвид (1972). Поля . Нью-Йорк: Карл Фишер. 
  17. ^ Cope (1997), с.148.
  18. ^ Сандерс, Роберт (2003). « Физик Фрэнк Кроуфорд, который работал над пузырьковыми камерами, сверхновыми звездами и адаптивной оптикой, умер в возрасте 79 лет », Berkeley.edu .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Накибоглу Г., Руденко О., Хиршберг А. «Аэроакустика качающейся гофрированной трубы: голос дракона» J Acoust Soc Am. 31, 749–765, 2012.
  • Раджавел Б., Прасад М.Г. «Параметрические исследования акустики гофрированных труб с использованием моделирования больших вихрей (LES)», Noise Control Engineering Journal , 62 (4), 2014.
  • Лиза Р., Тейлор, М.Э., «Экспериментальное исследование акустических характеристик гофрированных труб», Лаборатория контроля шума и вибрации , Технологический институт Стивенса, диссертация 1994.
  • (1974). " Гофрированные горны", журнал " Scientific American", том 230 . Манн и Ко.

Внешние ссылки [ править ]

  • Пианино и лассо д'амур на YouTube , « Go вещай на горе »
  • Описание прибора " Гофроафон ", Университет Висконсина - Физический факультет Мэдисона.
  • « Вихрь », Exo.net .
  • " Freq Tube ", Faraday.Physics.UIowa.edu . Включает библиографию.