Резонансная древесина или тайны музыкальности. Музыкальная ель Секрет великого Страдивари и его знаменитых скрипок кроется, бесспорно, в умении мастера находить и использовать уникальную по своим свойствам резонансную древесину
Изобретение относится к лесному хозяйству. Способ заключается в том, что в возрасте 15-20 лет в искусственных или естественных насаждениях ели европейской, имеющих высокий класс бонитета (Ia-II), отбираются целевые деревья, которые войдут в состав древостоя рубки главного пользования. Деревья должны быть прямые, здоровые, с хорошей формой ствола и равномерной всесторонне развитой кроной. Эти деревья должны располагаться равномерно по площади и не иметь крупных ветвей и сучьев. На отобранных деревьях в целях максимального получения ценной древесины с использованием штангового высотореза проводится 3-приемная обрезка ветвей и сучьев до высоты 2 м, через 5 лет до 4 м и еще через 5 лет до 6 м. Таким образом, к 25-30-летнему возрасту должна быть сформирована 6-метровая бессучковая зона комлевой части ствола, при этом в каждом приеме оставляют на дереве не менее 8-10 верхних живых мутовок. Способ обеспечивает улучшение резонансных свойств ели европейской.
Изобретение относится к лесному хозяйству. Способ формирования древесины ели европейской, обладающей резонансными свойствами, заключается в регулярной обрезке ветвей и сучьев оптимальной интенсивности.
Известен способ формирования резонансных свойств древесины ели, произрастающей на заболоченных и избыточно-увлажненных землях, в результате осушительной мелиорации [Федюков В.И. «Ель резонансная. Отбор на корню. Выращивание. Сертификация». Йошкар-Ола: Изд-во МарГТУ. 1984. с. 156-162]. Недостатком данного способа является то, что осушительная мелиорация не убирает главный порок строения древесины - сучки. Поэтому найти в древесине фрагмент бессучковой зоны довольно проблематично.
Целью настоящего изобретения является способ формирования высококачественной бессучковой древесины ели европейской, которая обладает резонансными свойствами, методом обрезки ветвей. Сущность способа заключается в том, что в возрасте 15-20 лет в искусственных или естественных насаждениях ели европейской, имеющих высокий класс бонитета (Ia-II), отбираются перспективные целевые деревья, которые войдут в состав древостоя рубки главного пользования. Деревья должны быть прямые, здоровые, с хорошей формой ствола и равномерной всесторонне развитой кроной. Эти деревья в количестве 600-800 шт./га должны располагаться равномерно по площади и не иметь крупных ветвей и сучьев.
На отобранных деревьях в целях максимального получения ценной древесины с использованием штангового высотореза проводится 3-приемная обрезка ветвей и сучьев до высоты 2 м, через 5 лет до 4 м и еще через 5 лет до 6 м. При этом в каждом приеме оставляют на дереве не менее 8-10 верхних живых мутовок. Таким образом, к 25-30-летнему возрасту должна быть сформирована 6-метровая бессучковая зона комлевой части ствола. Другим вариантом данного способа является одноприемная обрезка ветвей до высоты 6 м в возрасте 25-30 лет, но итоговый объем высококачественной древесины будет ниже. В этом случае удаление ветвей производится в компенсационной и малопродуктивной зонах кроны (2/5-1/2 протяженности). Можно обработать и зону средней продуктивности, оставив на дереве не менее 1/3 живой кроны или 8-10 мутовок.
После рубки главного пользования из этих деревьев выпиливается методом радиального раскроя полностью бессучковый массив древесины, из которого возможно получение резонансных заготовок для смычковых и щипковых инструментов. Стоимость 1 куб. м резонансной древесины в РФ составляет 100-120 тыс. руб., за рубежом до 150 тыс. долларов США.
В естественных условиях произрастания ели европейской содержание такой древесины довольно ограничено, в связи с чем она и обладает высокой стоимостью.
Относительно времени года для обрезки живых ветвей следует рекомендовать как наиболее безопасный в патогенном отношении, летне-осенний период (июль - октябрь), а также весенний до начала интенсивного сокодвижения (конец марта - середина мая). Проведение данного мероприятия с середины мая по конец июня недопустимо, т.к. во время интенсивного сокодвижения это ведет к обильному соко- и смолотечению, а также легкому и частому обдиру коры, что может вызвать опасность патогенного заражения. Нельзя проводить обрезку ветвей в зимнее время, чтобы не вызвать иссушения древесины через срезы. Удаление сухих ветвей и сучьев можно проводить круглый год.
В результате 30-летнего опыта по выращиванию высококачественной древесины способом обрезки ветвей до 7 м, заложенного в 1985 г. в лесных культурах ели европейской (Ленинградская обл., Гатчинский лесхоз, Таицкое лесничество, кв. 28), сформировалась древесина, обладающая резонансными свойствами.
В 1988 г. был изучен опыт по формированию ценной древесины в естественном древостое ели европейской, заложенный в 1929 г. под руководством проф. А.В. Давыдова (Ленинградская обл., Сиверский лесхоз, Карташевское лесничество). В результате 59-летнего выращивания образовалась древесина, которая также обладала резонансными свойствами. Среднее значение акустической константы составляло 11,4 м 4 /кгс (норма 12 м 4 /кгс). У значительного количества образцов древесины значения акустической константы превышали этот уровень.
Способ формирования резонансной древесины ели европейской, состоящий из отбора перспективных целевых деревьев и регулярной 3-приемной обрезки живых ветвей оптимальной интенсивности с использованием штангового высотореза в возрасте 15-20 лет до 2 м, через 5 лет до 4 м и еще через 5 лет до 6 м, при этом в каждом приеме оставляют на дереве не менее 8-10 верхних живых мутовок, кроме того, обрезку живых ветвей осуществляют в весенний период с конца марта до середины мая или в летне-осенний период с июля по октябрь.
Похожие патенты:
Изобретение относится к лесомелиорации, в частности к механическим способам удаления нежелательной тонкомерной древесно-кустарниковой поросли хвойных и лиственных пород, расположенной как рядами, так и хаотично, и может быть использовано при проведении культуртехнических работ при мелиорации (улучшении) земельных участков технической полосы отвода автомобильных и железных дорог, а также при агро- и лесомелиоративных работах в области защитного лесоразведения на автомобильном и железнодорожном транспорте.
Способ относится к лесоводству, в том числе к целевому распространению леса и лесоразведению. Способ лесовосстановления на горных склонах осуществляют поэтапно: на первом этапе определяют горные участки для лесовосстановления с учетом наличия дичков-сеянцев на соседних участках в низине или вблизи дороги, или карьеров, или оврагов, на втором этапе производят выкопку дичков-сеянцев и пересадку их на места на выбранных участках с последующим поливом, образуя куртины для создания условий семенам выросших деревьев куртин в 20-30-летнем возрасте в осенне-весенний периоды переноситься ветровыми потоками на остальную часть выбранного участка.
Изобретение относится к лесомелиорации, в частности к механическим способам удаления древесно-кустарниковой растительности хвойных и лиственных пород, и может быть использовано при проведении культуртехнических работ при мелиорации (улучшении) земельных участков технической полосы отвода, а также при агро- и лесомелиоративных работах в области защитного лесоразведения на железнодорожном транспорте.
Изобретение относится к лесному хозяйству и может быть использовано при проведении сплошнолесосечных рубок в ельниках европейской части РФ, Урала и Сибири. Способ включает сплошную рубку спелых и перестойных еловых насаждений на лесосеке.
Изобретение относится к экологии и может быть использовано для агрохимического анализа. Для этого исследуемую территорию в виде координатной сетки для взятия проб почвы определяют на стороне малой реки в пределах водоохранной зоны рядом с сельхозугодиями, площадки отбора проб почвы координатной сетки размещают в местах без заметного антропогенного или техногенного воздействия, причем площадки отбора проб почвы принимают в виде точек на прибрежном рельефе естественного происхождения, затем за начало координатной сетки принимают точку пересечения первого створа измерений с линией уреза водной поверхности малой реки, причем первые точки отбора проб почвы на всех створах измерений располагают от уреза воды дальше береговой линии малой реки, при этом створы измерений не менее трех вдоль реки располагают нерегулярно, а точки отбора проб почвы на каждом створе измерений располагают регулярно с постоянным расстоянием между ними, отбор проб почвы выполняют примерно в летнюю межень малой реки, на неравномерной координатной сетке вдоль реки из-за разной длины между линией уреза воды и первыми точками отбора проб на створах измерений, расположенных по ходу течения малой реки, расстояние между соответствующими точками на створах измерений измеряют по карте, после измерений относительно координатной сетки по всем точкам взятия проб почвы по данным агрохимического анализа проб почвы проводят двухфакторное статистическое моделирование содержания химических веществ в зависимости от расстояния по координатной сетке вдоль реки и расстояния от уреза воды до равномерно расположенных вдоль створов точек взятия проб почвы.
Устройство относится к области лесного хозяйства и предназначено для уничтожения малоценных пород лиственных деревьев при проведении рубок ухода. Устройство содержит корпус Т-образной формы, в передней части которого располагаются упоры, а также шарнирно размещено сопло для впрыска химического раствора.
Устройство относится к области лесного хозяйства и предназначено для уничтожения малоценных пород лиственных деревьев при проведении рубок ухода. Устройство содержит цилиндрический корпус в виде емкости для химического раствора с механизмом впрыска. К задней части корпуса посредством шпилек с пружинами крепится силовая установка. Силовая установка через вал, проходящий через центр цилиндрического корпуса, соединена с режущим инструментом. В передней части корпуса расположены подпружиненные упоры и сопла впрыска химического раствора, которые связаны через шланги с механизмом впрыска. В исходном положении подпружиненные упоры выступают за габариты режущего инструмента. При таком выполнении уменьшается физическая нагрузка на оператора при работе и переносе устройства и увеличивается производительность труда. 4 ил.
Изобретение относится к области лесного хозяйства. Предложен способ подрезки корней растущих сеянцев, включающий одновременную подрезку горизонтальных и вертикальных корней. Подрезку корней растений осуществляют наклонно с двух сторон рядка растений, формируя треугольный профиль их корневого кома. Также предложено устройство для подрезки корней растущих сеянцев, включающее раму, опорные колеса и подрезающие ножи. Подрезающие ножи установлены попарно под углом друг к другу со смещением вдоль продольной оси рамы и регулируются по высоте. В каждой паре ножей один из них превышает глубину хода другого. Изобретение обеспечивает повышение качества одновременной подрезки корней. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к лесному хозяйству. Предложен способ создания смешанных лесных культур дуба черешчатого с использованием сеянцев с закрытой корневой системой, включающий частичную обработку почвы и совместное выращивание сопутствующих лесных культур при их чередовании. При этом частичную обработку почвы производят площадками размером 2×2 м, размещаемыми равномерно с расстоянием между их центрами 4×4 м, формируемымим в ряды. После обработки почвы высаживают весной следующего за ней года однолетние сеянцы дуба черешчатого с закрытой корневой системой по центру площадок, а по углам площадок 2-летние сеянцы липы мелколистной. При этом в каждом четвертом ряду по углам площадок высаживают сеянцы лиственницы сибирской. Способ позволят создать сложные, многопородные и устойчивые дубово-хвойные насаждения на прогалинах, пустырях и эродированных землях. 1 ил.
Изобретение относится к лесному хозяйству, в частности к формированию высококачественной бессучковой древесины ели европейской. В возрасте 15-20 лет в искусственных или естественных насаждениях ели европейской, имеющих высокий класс бонитета (Ia-II), отбираются целевые крупные деревья. На отобранных деревьях производят обрезку ветвей, оставляя 5-6 верхних живых мутовок. При ежегодном нарастании одной верхней мутовки также ежегодно производят обрезку одной нижней, сохраняя исходные 5-6 мутовок. Повышается плотность и прочность древесины. 2 табл.
Изобретение относится к лесному хозяйству. Способ заключается в том, что в возрасте 15-20 лет в искусственных или естественных насаждениях ели европейской, имеющих высокий класс бонитета, отбираются целевые деревья, которые войдут в состав древостоя рубки главного пользования. Деревья должны быть прямые, здоровые, с хорошей формой ствола и равномерной всесторонне развитой кроной. Эти деревья должны располагаться равномерно по площади и не иметь крупных ветвей и сучьев. На отобранных деревьях в целях максимального получения ценной древесины с использованием штангового высотореза проводится 3-приемная обрезка ветвей и сучьев до высоты 2 м, через 5 лет до 4 м и еще через 5 лет до 6 м. Таким образом, к 25-30-летнему возрасту должна быть сформирована 6-метровая бессучковая зона комлевой части ствола, при этом в каждом приеме оставляют на дереве не менее 8-10 верхних живых мутовок. Способ обеспечивает улучшение резонансных свойств ели европейской.
Секрет великого Страдивари и его знаменитых скрипок кроется, бесспорно, в умении мастера находить и использовать уникальную по своим свойствам резонансную древесину.
С незапамятных времен древесина используется человеком повсеместно, во всех сферах его деятельности, поскольку она не только довольно легко добываемый, но и совершенно незаменимый и уникальный материал, и изготовление музыкальных инструментов - не исключение. Существует много разных материалов, которые обладают прекрасными акустическими свойствами и превосходят древесину по силе своего звучания. Но ни один из них не способен трогать сердца слушателей той необыкновенной нежностью и особым тембром звучания, который обеспечивает инструменту древесина. Именно этого эффекта и стремились достичь такие великие мастера, как Страдивари, Амати и Гварнери, создавая свои всемирно известные шедевры.
Что же такое резонансная древесина? Резонансной называют такую древесину, которая используется для изготовления музыкальных инструментов, точнее, их основной звукоизлучающей детали - деки.
Но не совсем корректно называть такую древесину резонансной в привычном смысле этого слова. Как известно, в физике резонанс - это явление, заключающееся в том, что при некоторой частоте вынуждающей силы колебательная система оказывается особенно отзывчивой на действие этой силы. К музыке, стало быть, резонанс не имеет никакого отношения. Но в переводе с французского resonanse или с латинского resono это слово означает «звучу в ответ». В этом и кроется разгадка: при изготовлении дек особенно ценится акустическая отзывчивость древесины в широком диапазоне частот, благодаря которой музыкальное звучание приобретает тембровую окраску, присущую именно этому материалу.
Проблема состоит в том, что далеко не каждое дерево подходит для изготовления музыкальных инструментов. И наличие дендроакустических свойств обусловлено даже не породой - в пределах одной породы встречаются как совершенно обычные деревья, так и деревья, древесина которых обладает музыкальными свойствами, «звучит в ответ», каких, понятное дело, очень мало. Ситуация усугубляется тем, что до сих пор не существует способов и технических средств для объективной экспресс-диагностики древесины на корню как потенциального резонансного сырья, сказываются и нехватка квалифицированных специалистов и инвестиций в отрасль, производящую музыкальную продукцию.
Принято считать, что на дендроакустические свойства древесины в основном влияют порода и условия произрастания конкретного дерева. Но не все так просто. Помимо выше перечисленных показателей большое влияние оказывают и такие характеристики как макроструктура, микроструктура, цвет, блеск, текстура древесины и т. п. Об этом мы поговорим ниже. Таким образом, качество древесины с точки зрения ее резонансных свойств зависит от породы, от того, где и при каких условиях выросло то или иное дерево, от физических свойств и внутреннего строения древесины, а повлиять на них может большое количество факторов, но в первую очередь - индивидуальная особенность определенного дерева. Наличие резонансных свойств - это генетическая предрасположенность. Такие деревья ни в коем случае нельзя воспринимать как особую «резонансную» форму породы деревьев, где бы они ни произрастали.
Мастерство изготовления скрипичных инструментов достигло пика совершенства в период расцвета Брешианской и Кремонской школ в Италии XVII--XVIII веках. Самые яркие образцы инструментов того времени создавались с использованием резонансной ели и различных видов клена, произрастающих в Италии. Но и по сей день породой с лучшими дендроакустическими свойствами считается ель. Стандарты на резонансный лесоматериал допускают использование пихты кавказской и кедра, но все же ель превосходит по своим качествам другие породы. К примеру, ель, в отличие от кедра, улучшает свое звучание после усыхания. Именно эта порода в наибольшей степени отвечает основным параметрам, от которых зависит чистое, красивое звучание инструмента.
Резонансная ель
Как писал ученый--лесовод Г.А. Пахарь, опубликовавший в 1911 году в журнале «Лесопромышленник» статью «О пригодности русской ели для выработки резонаторов», до 1907 года русские музыкальные фабрики использовали лесоматериалы заграничного происхождения. В те времена были известны лишь такие источники резонансного сырья, как Карпаты, Тирольские и Баварские Альпы. В результате проведенных исследований было установлено, что и «из русской ели можно получить резонансный лес, по качеству не уступающий заграничному». Заведующий кафедрой «Древесина и экологическая сертификация» Марийского государственного технического университета проф. В. И. Федюков в своих работах неспроста называет резонансную ель «золотоносной породой». Ведь обнаруженная с помощью современных приборов настоящая, обладающая дендроакустическими свойствами резонансная древесина представляет огромный интерес для мировой музыкальной индустрии. Стоимость такой древесины значительна, и очень важно правильно и вовремя обнаружить эту ценную древесину, ведь, к сожалению, большие ее запасы остаются в лесу, пропадают или используются в других целях. Можно представить, насколько негативно сказывается на заготовках резонансной древесины и развитии музыкальной промышленности неумение грамотно отбирать ее, что называется, на корню, ведь в России до сих пор не выявлены точные ареалы и запасы резонансной ели.
Известно, что лучших по акустическим свойствам деревьев весьма немного. Генетически обусловленный биотип ели с резонансной древесиной встречается не только в горных условиях, но и на равнинах. Результаты комплексных исследований под руководством проф. факультета химической технологии и биотехнологии Лесного института (в настоящее время факультет ХТБ Санкт--Петербургского лесотехнического университета), специалиста в области лесной технологии Н.А. Филиппова, показали, что таежные леса еще не утратили своего значения в качестве источника резонансного сырья. Этот факт подтверждают и сотрудники мастерских--лабораторий по изготовлению музыкальных инструментов, самостоятельно занимающиеся заготовкой древесины.
Огромное значение имеет целенаправленный отбор резонансной ели в лесу. Кроме того, специалистам лесного хозяйства следует задуматься о воспроизводстве потенциальных запасов резонансной ели на селекционно-генетической основе при плантационном выращивании. Целевое лесовыращивание с заданными акустическими свойствами древесины крайне важно в современном мире, в том числе и в России. Оно непосредственно связано и с экологическими условиями, и с гигантскими объемами как законных, так и незаконных рубок, что в конечном итоге может привести к полному исчезновению генофонда резонансной ели.
В Чехии в 1976 году была реализована общегосударственная программа «Резонансная древесина и ее производство». Главное достоинство этой программы заключалось в комплексном решении проблемы по рациональному использованию и возобновлению запасов резонансного сырья в естественных насаждениях. Подобный опыт необходимо в первую очередь перенять России, главной лесной стране мира. Но пока таких программ у нас нет. Считается, что решать проблему выращивания резонансной ели следует, начиная со стадии лесоустройства, лесокультурного дела. Но необходимо понимать, что методы, направленные на получение больших объемов древесины, в этом случае далеко не всегда помогают.
Если взять во внимание то, что большие запасы ели сосредоточены на переувлажненных почвах, в силу чего эта древесина почти не эксплуатируется, а также тот факт, что именно в условиях болотных насаждений во многом формируются акустические свойства древесины, то весьма интересным представляется предложение проф. В.И. Федюкова насчет целевого выращивания резонансной древесины. Этот способ основывается на выращивании резонансного сырья путем сочетания осушительной мелиорации с целевым ведением лесного хозяйства. Необходимым условием является поддержание осушительной сети в рабочем состоянии. Как вариант можно рассматривать и создание архивно--маточных плантаций резонансной ели, создаваемых на основе применения вегетативных способов размножения с участием отобранных ценных форм древесных пород, что в современных условиях способствует сохранению ее генофонда в наших лесах и внедрению клеточной селекции методом культуры тканей. Но, по большому счету, вопросы целевого выращивания резонансного сырья остаются нерешенными.
В настоящее время известны косвенные способы диагностики резонансной древесины: по общему виду и состоянию дерева, по структуре и цвету коры, а также по внешнему виду древесины (ее макроструктура, цвет, блеск, текстура, запах).
Внешний вид. Что касается внешнего вида и состояния, известно, что дерево ели должно быть абсолютно вертикальным, с симметричной, узкой и островершинной кроной; у ствола должна быть зона (не менее 5-6 м длиной) цилиндрической формы, на которой нет сучков и видимых повреждений. Эти требования продиктованы в первую очередь технолого-экономическими соображениями, цель которых - получение максимального выхода делового сортимента. Исследований, направленных на выявление связей между акустическими характеристиками древесины и указанными параметрами дерева, пока не проводилось.
Некоторые мастера-индивидуалы придерживаются мнения, что признаком резонансной ели являются нисходящие ветви. При отборе резонансного дерева для мастеров также важно, чтобы его ствол не «скручивался».
Структура и цвет коры. На эти морфологические признаки мастера обращают внимание и при отборе дерева на корню, и при отборе круглых сортиментов. Но и здесь нет общего мнения по поводу каких-либо конкретных характеристик. Французские мастера придерживаются мнения, что кора резонансной ели должна быть серого цвета и состоять из довольно небольших и гладких чешуй. Костромские ученые, занимавшиеся изучением отбора резонансной ели по фенотипу, С. Н. Багаев и В. О. Александров утверждают, что лучшие резонансные свойства у гладкокорых, с узкокронной формой деревьев ели как европейского, так и сибирского видов. В Румынии считается, что у деревьев, обладающих дендроакустическими свойствами, должны иметься косоопущенные ветви, а чешуйки коры должны быть округлыми и вогнутыми. Автор статьи «Изменчивость резонансных свойств древесины ели обыкновенной на фоне варьирования анатомических и морфологических признаков внутри популяции», опубликованной в 1972 году в сборнике научных трудов Московского лесотехнического института (ныне Московский государственный университет леса), Н. А. Санкин пришел к выводу, что следует отдавать предпочтение чешуекорой ели, как обладающей наибольшей генетической пластичностью.
Макроструктура. Такие показатели макроструктуры, как ширина и равнослойность годичных колец, содержание в них поздней древесины включены в стандарты разных стран в качестве основного критерия при отборе резонансного сырья. Общие требования к макроструктуре: ширина годичных колец - 1-4 мм, содержание поздней древесины - 30%. Равнослойности годичных колец уделяется особое внимание. Древесина с узкими слоями придает звучанию инструмента жесткость, а с широкими слоями - приглушенность. Представители староитальянских школ часто использовали для изготовления верхних дек более широкослойную древесину. А у мастеров кремонской школы пользовалась спросом разновидность древесины Haselfichte («лештарская» ель, или «лештарка») с толстыми слоями и ярким блеском, с часто встречающимися извилинами вроде сучков, так называемая свилеватая древесина. Такая ель интересна тем, что она никогда не растет большими группами, единичные деревья можно найти в чешских и баварских лесах, а также в Альпах. Измерения подтверждают, что еловая древесина с неровными годичными кольцами по прочностным свойствам превосходит древесину с ровными кольцами.
Российские мастера различали по макроструктуре на радиальном срезе три сорта резонансной древесины ели: струистую, пламенистую и краснослойную. У струистой древесины в пределах прямых годичных слоев слегка волнообразный сдвиг древесных волокон. Такая древесина отличается эластичностью, дает чистые тона и наиболее ценна при изготовлении деки. Пламенистая по структуре напоминает язычки пламени и отличается красивым узором. В краснослойной древесине зона поздней части годичного кольца резко выделяется своим красным цветом. Плотность такой древесины выше, чем у первых двух сортов, но ценится она меньше.
Насчет цвета резонансной древесины мнения сильно расходятся. Одни мастера предпочитают древесину ели светлых, белых тонов, а другие - желтых.
Один из способов, которым издавна пользуются мастера для распознавания качественного резонансного материала, - по блеску. Ель русского северного типа с нежным, шелковистым блеском и, в то же время, ярко выраженными тонкими слоями, придает тембру звука нежность и серебристость, а древесина типа Haselfichte - силу, интенсивность, а иногда и грубость. Немецкие мастера предпочитают ель с резкими и крупными блестками, так называемую Spiegel («зеркало»). Кроме того, блеск играет в инструментах и чисто эстетическую роль. Декоративную ценность материалу обеспечивает именно текстура древесины.
Некоторые мастера в качестве диагностического признака используют запах древесины. Таким путем они определяют смолистость материала, ведь смолистые вещества, как известно, отрицательно влияют на акустические показатели древесины.
Микростроение. Сведений относительно микроструктуры резонансной древесины накопилось не так уж много. Важно то, что распознать резонансную древесину можно только путем сочетания микро-- и макроскопических методов диагностики. Известно, что при изготовлении музыкальных инструментов ели отдается предпочтение благодаря ясно выраженным годичным кольцам ее древесины в отличие от других пород с аналогично высокой упругостью (береза, бук и т. п.). Современные ученые считают, что важную роль в анатомическом строении резонансной древесины играет взаимопроницаемость систем клеток, расположенных вдоль и поперек оси ствола, то есть трахеид и сердцевинных лучей. Чешский ученый Рудольф Илле внес большой вклад в исследования биологических и технических особенностей резонансной древесины, используемой итальянскими мастерами XVII-XVIII столетий. По мнению г-на Илле, крайне важно, чтобы у древесины имелось как можно больше проницаемых пор в форме «двоеточия», особенно у ранних трахеид, по которым звуковые волны проникают во всю толщину доски, проходя как в продольном, так и в поперечном направлениях.
Помимо косвенных, существуют и прямые способы диагностики и отбора резонансной древесины. Они основываются на измерениях ее плотности, модуля упругости, скорости звука, затухания и амплитуды колебаний, величины потери энергии на внутреннее трение. Акустические характеристики при наличии результатов таких измерений определяются расчетным путем, затем выявляется пригодность материала для изготовления музыкальных инструментов.
Большую роль в управлении качеством резонансной древесины играют технологические факторы - время и место заготовки, условия транспортировки, режим сушки и хранения и т. д.
Многие российские мастера предпочитают заготавливать резонансную древесину в первой половине зимы. Французские мастера считают, что рубить дерево надо либо в последнюю четверть полнолуния или в новолуние.
Раньше считалось, что резонансные стволы чаще встречаются в высоковозрастных насаждениях старше 150 лет, растут на северных склонах гор с суровым климатом и предпочитают бедные каменистые почвы. Однако исследования показали, что возможно получение резонансного сырья и в равнинных лесах, в том числе и на избыточно увлажненных землях.
Транспортировка сырья раньше напрямую зависела от условий местности и уровня развития техники. В Европе бревна сплавляли по горным рекам, что даже улучшало механические и акустические свойства древесины благодаря вымыванию из нее излишнего количества смолы. Сейчас резонансную ель перевозят преимущественно автомобильным и железнодорожным путем.
Большое значение для качества инструмента имеют правильная сушка и выдерживание древесины. Дело в том, что со временем древесина становится все более устойчивой к температурно--влажностным изменениям среды. Многие зарубежные фирмы даже в промышленном режиме работы резонансную древесину выдерживают не менее трех лет, а мастера-кустари еще дольше - от 5 до 30 лет. Часто используется материал, который обнаруживается на месте сноса старых сооружений, в составе которых он выдерживался весьма большой период времени. Искусственная сушка древесины применяется в основном при изготовлении музыкальных инструментов промышленным способом. Обращаясь к результатам исследований НИИМП (ныне не существующий Научно-исследовательский институт музыкальной промышленности РСФСР), можно сказать, что высушенная искусственным способом древесина по акустическим параметрам не уступает древесине, высушенной естественным образом. Но многие мастера, особенно при изготовлении инструментов на заказ, искусственной сушке не доверяют. В России до 1935 года древесину сушили на корню, этот способ иначе назывался биологическим подвяливанием дерева, которое выполнялось с помощью кольцевания путем окорки, а также перерезания заболони у основания ствола. Имеются сведения, что еще в Древнем Риме способ кольцевания деревьев использовался для получения «свежего сухостоя», и именно с такой древесиной работали скрипичные мастера.
У древесины резонансной ели имеются свои характерные особенности строения, свои свойства и качества, отличающие ее от обычной древесины этой хвойной породы и предопределяющие акустические параметры. Хотелось бы еще раз отметить, что резонансная древесина является остродефицитным материалом во всем мире. У лесопромышленного комплекса России слабая научно-техническая база и недостаточное количество квалифицированных специалистов для решения вопросов сохранения и целевого использования резонансных лесоматериалов. Одним из основных путей рационально-целевого использования этого уникального природного сырья является экспресс-диагностика и неразрушающий отбор перспективных экземпляров деревьев на корню, то есть в стадии лесовыращивания. Необходимо пересмотреть способы оценки резонансных сортиментов и ввести обязательную сертификацию, в первую очередь - экспортных лесоматериалов ели в круглом или пиленом виде.
Россия нуждается в программе, объединяющей ученых и специалистов лесного профиля, музыкальной промышленности, а также специалистов по стандартизации и сертификации. Ввиду того, что у нас в стране полностью отсутствуют подобные программы (в отличие, например, от Чехии), а потребность в них велика, эта задача должна стать одной из наиболее важных именно для отечественных деятелей и специалистов как лесной, так и музыкальной отраслей. Запасы резонансной ели быстро сокращаются и в России, и за рубежом. Специалистам лесохозяйственной отрасли есть о чем задуматься. Мы обязаны сохранить для потомков уникальный дар лесов - резонансную древесину, чтобы будущие Страдивари могли превзойти своих предшественников, создавая удивительные музыкальные инструменты, звучанием которых будут восторгаться миллионы.
Антон КУЗНЕЦОВ, канд. биолог. наук, преподаватель СПбГЛТУ,
Мария КРИНИЦЫНА
31.12.2015 16:19
По традиции музыкальные инструменты производятся из материалов с резонирующими свойствами высокого качества, выдерживающихся в природной среде в течение многих лет для сохранения акустических качеств и стабильной структуры. Резонансное дерево заготавливается исключительно в холодное время года. Ель и пихта уникальны по своим музыкальным свойствам.
Для создания деки практически в каждом музыкальном инструменте берется ель или пихта. Специалисты с особенно внимательно выбирают так называемую резонансную древесину. Ствол дерева не должен иметь изъянов и быть с одинаково широкими годичными кольцами. Дерево сушится естественным образом от десяти лет или больше. При изготовлении музыкальных инструментов исключительное значение имеют резонансные свойства древесной породы. В этом случае больше других подходит ствол ели, пихты кавказской и сибирского кедра, так как их сила излучения является наибольшей. По этой причине данные виды дерева включены в ГОСТ.
Одним из необходимых требований при создании музыкальных инструментов является в выбор дерева. Наибольший интерес для мастеров в течение многих веков представляли резонансные породы ели. Приобретать сырье нужного качества было трудно, поэтому мастерам приходилось самостоятельно заниматься заготовкой дерева при изготовлении инструментов.
Достаточно давно стали известны места произрастания ели с нужными свойствами. Главный скрипичных дел мастер российского направления ХХ века Е.Ф.Витачек, помечал в своих трудах территории, на которых произрастала ель. В саксонской и богемской видах ели большое количество смол, она не может использоваться при изготовлении инструментов высшего класса... Наилучшим сырьем считалась ель из Италии и Тироля... Изготовители лютен выписывали тирольскую древесину из города Фюссен, что между Баварией и Тиролем, а итальянский вид из порта Фьюме на Адриатике.
В горах возле Фьюме в Италии леса практически не растут. Поэтому можно предположит, что ель была не из Италии, а из Хорватии или Боснии. Также была дополнительная территория, откуда привозилась ель для мастеров из Италии - это были черноморские портовые города - ель из России, Кавказа и с Карпат. Как писал Витачек, с тех пор как работал Н.Амати, на крайних деках инструментов чаще используется ель тяжелее, плотнее и грубее, а клен наоборот имеет невысокую плотность. Это очень хорошее сочетание: звук становится похож на звук человеческий голос. Итальянские мастера всегда использовали именно такое сочетание кленовой и елейной древесины.
Однако подобные свойства ель может иметь исключительно, если произрастает на нужном уровне относительно морской поверхности, то есть в Альпах или на Кавказе. Разновидность породы «Picea orientalis» произрастающая в высокогорьях Кавказа и Малой Азии на высоте от километра до двух с половиной, по своим качествам похожа на наилучшие виды ели европейского высокогорья. Как правило она растет по соседству с пихтой Нордмана или кавказской (Abies nord-manniana), которая тоже обладает отличными акустическими характеристиками. Знаменитые российские производители скрипок начала ХХ века в большинстве случаев брали для создания инструменты как раз ель с Кавказа.
Породы древесины, применяющиеся при изготовлении музыкальных инструментов
При создании щипковых инструментов невысокой стоимости возможно использование отходов от заводов по деревообработке, брусья и доски домов, предназначенных под снос, части мебелировки и отработанной тары. Но данные материалы нуждаются в особой сушке и селекции. При создании высококлассных инструментов требуется использовать нераспространенные виды деревьев.
Ель
Инструментальные деки и иные части изготавливают из ели с резонансными свойствами. Разные подвиды ели растут почти повсеместно в России. В качестве резонансной берут ель, преимущественно в центральной части России. Ели севера России более популярны и лучше по своим физико-механическими качествам. Одним из наилучших достоинств является наличие маленьких годичных колец, делающих дерево упругим и подходящим как резонансное.
Резонансные деревья отбираются из основного количества подготовленных пиломатериалов на складах лесных хозяйств. Эти бревна идут на лесопилки, там они распиливаются на 16-миллиметровые доски. С целью приобретения большего количества древесины бревна пилят в шесть приемов.
На древесине для музыкальных инструментов не должно быть сучков, кармашков со смолой, свилеватости и прочих изъянов. Это является жестким требованием качества. Еловая древесина имеет белый цвет и слабый желтый оттенок, а при соприкосновении с открытым воздухом со временем становиться довольно желтой. Послоевое строгание и циклевка ели происходит без проблем с чистым и глянцевитым срезом. Шлифовка придает поверхности древесины бархатистость и слабый матовый блеск.
Пихта
Помимо ели для получения резонансной древесины можно брать пихту, произрастающую на Кавказе. Она не имеет много отличий от ели как внешне, так и при проверке физико-механических параметров.
Береза
Березовые леса составляют две трети общего количества лесов России В промышленном производстве используется береза бородавчатая и береза пушистая. По цвету березовая древесина белая, иногда имеет желтоватый или красноватый оттенок, легко поддается обработке. Во время тонировки краситель впитывается равномерно, и тон получается ровным. Если березовую древесину просушить равномерно и выдержать достаточное количество времени, то ее можно использовать при производстве таких частей музыкальных инструментов, как грифы и клепки. Помимо этого, из березы делают фанеру, которая служит для производства корпусов гитары. Отделывают инструменты чистым или крашеным шпоном березы.
Бук
Бук часто используется при изготовлении музыкальных инструментов. Части грифов, подставок и корпусов гуслей и других частей щипковых в музыкальной промышленности делают из букового дерева. Бук растет в юго-восточной части России. Цвет буковой древесины розоватый с крапчатым рисунком. Хорошие резонансные свойства бука делают его подходящим для создания инструментов. Буковую древесину обрабатывают и шлифуют вручную. При окрашивании на поверхности сохраняются полосы, которые видны при отделке прозрачным лаком.
Граб
Для имитирования черного дерева прокрашенный граб используют при производстве грифов и корпусов. Также грабовая древесина имеет твердую и прочную структуру. Граб растет на Крымском полуострове и в горах Кавказа. Грабовая древесина белая с серым оттенком. Древесина неплохо строгается, но полировке поддается с трудом.
Клен
Клен является столь же востребованным при создании дорогих музыкальных инструментов, как и резонансная ель. Корпуса струнных инструментов из кленового дерева придают хорошее звучание. Виды клена явор и остролистный применяются наиболее широко. Данные виды растут на Крымском полуострове, в предгорьях Кавказа, и в Украине. Кленовое дерево отлично гнется, а его древесная масса обладает существенной плотностью и вязкостью. По текстуре это полоски темного цвета на розово-сером фоне. При нанесении лака на клен явор получается красивая перламутровая поверхность. Если окрашивание выполнено правильно, данное свойство клена усиливается.
Красное дерево
Данное имя носит несколько видов дерева, обладающих различными оттенками красного цвета. В основном так называют махагон, который растет в Центральной Америке. Этот вид дерева используется и для производства грифов, так как обладает хорошими механическими свойствами. Если распилить ствол поперек, и сделать прозрачную отделку, то выглядеть это будет очень красиво, хотя и неудобно для обработки.
Палисандр
Это несколько пород, которые растут в Южной Америки. Древесина палисандра хорошо поддается резке и полировке, но в данном случае необходимо заполнение пор и полировке. Во время обработки появляется особый сладковатый запах. Палисандр обладает очень твердыми и прочными волокнами, цвет от фиолетового до шоколадного, его используют при создании струнных инструментов.
Черное дерево
Вид эбенового дерева, которое растет в Южной Индии. Из эбеновой древесины производят наилучшие грифы и корпуса. Высочайшие механические качества дерева обеспечивают инструментам нужную прочность, твердость. При большем весе грифа при использовании эбеновой древесины смещается центр тяжести инструмента в сторону грифа, это очень ценится профессиональными исполнителями. Панцирь эбеновой древесины при соответствующем полировании позволяет избежать призвуков если медиатор соскакивает со струны. Накладки грифов из эбеновой древесины устойчивы к истиранию и отлично держат лады.
Каждое ли дерево музыкально? Каждое, но в разной степени.
Самой музыкальной – резонансной – породой специалисты считают ель. Но не любая ель может быть пригодной.
«Поющая ель» - особая порода, она не растёт где попало, чаще всего встречается на северных склонах, где солнца поменьше да и земля поскуднее, а ствол её хорошо защищён от ветров. Ель не должна быть смолистой, иначе упругости не станет и звукопроводность падает. Важно, чтобы древесина ствола была чистой и прямослойной, а возраст её не менее ста лет.
Большой «музыкальностью» отличаются вологодские ели. Их слава давно перешагнула рубежи нашей родины.
Второй породой по музыкальности считают клён. Лучшие его сорта – клён явор, или белый, струйчатый – произрастает на Кавказе и в Карпатах. Для этой древесины важны однородность, упругость, многолетняя выдержка.
Лучшие сорта платана (чинара) растут в Закарпатье. Древесина его прямослойная, упругая и гибкая, хорошо обрабатывается и отделывается. Изготовленные из платана свирели, дудки, пастушечьи трубы и некоторые струнные щипковые инструменты отличаются особым тембром и мелодичностью звука.
Резонансный бук произрастает в некоторых районах Росси и Кавказа, на каменистых, горных почвах, на высоте 800 метров. Возраст его должен быть не менее 120 лет. Древесина красноватого цвета, с параллельными прямыми волокнами, слегка лоснящейся поверхностью.
Чёрное дерево поступает к нам из Африки и Индии. Оно бывает совершенно чёрным или чёрно-коричневым, однородно, хорошо обрабатывается, часто используется в декоративных целях.
Для создания некоторых музыкальных инструментов требуется более десятка различных пород дерева. Например, ксилофон имеет три-четыре ряда хроматически настроенных деревянных брусочков, лежащих на соломенных жгутах или толстых жильных струнах. Музыкальные брусочки изготавливаются из клёна, бука, ели, палисандра, ясеня, каштана и некоторых других пород.
Отобрать «поющее» дерево – дело непростое. Человек этой уникальной профессии по одним только ему известным признакам должен из тысячи стволов определить «музыкальные».
Бракер, идя по заснеженному лесу с деревянным молотком на длинной ручке, постукивает каждый ствол, припадая к нему ухом. Не спеша, внимательно прислушивается, будто в самом сердце лесной красавицы звучит только ему понятная мелодия. С поваленным лесом работать относительно проще. Здесь перед бракером свежий срез, и тайны музыкальности определяются при помощи лупы. Долго колдует бракер над каждым деревом, прежде чем поставит специальное клеймо.
Бывает, резонансную древесину заготавливают высохшими на корню деревьями, как это делали в старину. Отобрав подходящее дерево, его зимой кольцуют, то есть внизу по всей окружности снимают кору. Весной на нём появляются новые побеги и листья, вытягивающие из ствола все соки. Усохшее, лишённое соков дерево срубают.
Отобранные кряжи поступают на завод, где их распиливают на доски, сушат, а затем особым способом превращают в резонансные дощечки. Из них впоследствии склеивают детали музыкального инструмента – деки, клавиатурные вырезки для рояля, музыкальнее брусочки ксилофона.
До революции иностранцы, имевшие в России свои музыкальные предприятия, пользовались древесиной поступавшей к ним с Карпат, Вогез, Тирольских, Баварских гор, Швейцарских Альп и горных районов Италии. Им и в голову не приходило использовать «порющую» древесину из лесов России, где-нибудь в Костромской или Вологодской губернии. За большие деньги приобретался чужеземный материал.
При советской власти, уже к концу второй пятилетки, начались поиски отечественной древесины; и они оказались успешными. Говоря об этом, нельзя не вспомнить маршала М. Н. Тухачевского. Он любил музыку, в свободное время мастерил скрипку и великолепно играл на этом инструменте. В кругу своих друзей он говорил: «Нет ничего прекраснее музыки… это моя вторя страсть после военного дела».
Старший мастер скрипичных инструментов Г. А. Морозов вспоминал, как однажды он рассказал Тухачевскому, что руководимые им мастерские при Большом театре испытывают недостаток в резонансной ели и клёне. Запасы, сделанные ещё до революции, подходят к концу.
М. Н. Тухачевский пообещал помочь и сдержал своё слово. Была снаряжена специальная экспедиция в Закавказье для розыска нужных пород дерева. Вскоре в адрес Большого театра СССР пришёл подарок маршала – два вагона дерева. В одном из них были «поющие» ели, а в другом – матёрый, в несколько обхватов, явор. Попав в руки ведущих мастеров, драгоценный материал превратился в замечательные музыкальные инструменты, получившие широкое признание.
Для изготовления щипковых инструментов среднего качества можно использовать отходы деревообрабатывающих предприятий, бруски и доски домов, идущих на слом, детали мебели и негодной тары.
Однако эти материалы требуют соответствующей сушки и отбора.
Для изготовления инструментов высокого и высшего качества необходимо применение редких пород, которые закупаются за рубежом.
Ель
Деки музыкальных инструментов и некоторые другие детали делают из резонансной ели.
Различные виды ели произрастают практически на всей территории России. В качестве резонансной используют ель, отобранную в основном в Архангельской и Вологодской областях. Ель северных районов нашей страны обладает лучшими физико-механическими свойствами. Одно из главных ее преимуществ —это мелкие годовые слои, которые обеспечивают высокий модуль упругости и пригодность древесины в качестве резонансной.
Резонансные бревна отбирают из общей массы заготовленных бревен на нижнем складе леспромхозов. Отобранные бревна поступают на лесопильные рамы, где их распиливают на доски толщиной 16 мм. В целях получения наибольшего выхода древесины бревна распиливают за шесть приемов. Пример раскроя бревна диаметром 0,34-0,36 м показан на рисунке.
Отсутствие сучков, смоляных карманов, свилеватости и прочих пороков — обязательное условие качественной резонансной древесины.
Древесина ели белая со слабым желтоватым оттенком. На открытом воздухе с течением времени сильно желтеет. Резонансная ель строгается и циклюется по слою очень хорошо. Срез получается чистым, глянцевитым. После шлифовки поверхность ели становится бархатистой на ощупь со слабым матовым блеском.
Пихта
В качестве резонансного материала используют кроме ели еще и пихту кавказскую. По внешнему виду и физико-механическим свойствам кавказская пихта мало отличается от ели.
Береза
Хорошо просушенная и выдержанная березовая древесина вполне пригодна для изготовления ручек грифов и клепок корпусов щипковых музыкальных инструментов. Кроме этого березовая древесина идет на изготовление фанеры, которая может служить материалом для дна гитар. Березовый шпон употребляют для отделки инструментов в чистом и крашеном виде.
Береза занимает 2/3 площади лиственных лесов нашей страны. Промышленное значение имеет береза бородавчатая и береза пушистая.
Древесина березы белого цвета с красноватым, реже желтоватым, оттенком хорошо обрабатывается режущим инструментом. При окрашивании древесина березы равномерно впитывает краситель и дает ровный тон.
Бук
Древесина бука широко применяется в музыкальной промышленности. Ручки, пятки и головки грифов, подставки, корпуса гуслей и другие детали щипковых инструментов в промышленных условиях делают из бука.
Бук произрастает в южной и восточной частях нашей страны. Буковая древесина имеет характерный рисунок (крапчатый) и розоватый цвет. Древесина бука обладает высокими физико-механическими свойствами.
Бук хорошо обрабатывается ручным инструментом и шлифуется. Его поверхность хорошо выглядит под прозрачной отделкой и удовлетворительно воспринимает красители, но сохраняет в виде полос непрокрашенные зоны (ложные ядра).
Граб
Благодаря хорошей прокрашиваемости черными красителями, высокой твердости и прочности древесину граба применяют как имитацию черного дерева в изготовлении накладок грифа, панцирей и др.
Граб произрастает в Крыму и на Кавказе, а также на Украине и в Белоруссии. Цвет древесины граба белый с сероватым оттенком. Строгается древесина граба хорошо, но в отличие от черного дерева плохо полируется.
Клен
По потребляемым количествам в производстве высококачественных щипковых инструментов клен стоит в одном ряду с резонансной елью. Кленовые корпуса гитар, домр, балалаек и т. д. дают инструментам высокое качество звучания.
Из всех видов кленов наибольшее применение имеет клен остролистный и явор, или белый клен. Эти виды кленов произрастают в Крыму и на Кавказе, а также на Украине.
Древесина клена плотная, вязкая, хорошо поддается гнутью. Текстура клена остролистного представляет собой узкие темные полосы на серо-розовом фоне. Особенно красива текстура клена явора, которая под лаковым покрытием дает перламутровые блики. При правильном окрашивании поверхности клена явора этот эффект текстуры усиливается.
Красное дерево
Такое название имеет ряд пород древесины, которые обладают красным цветом разных оттенков и интенсивности. Наиболее часто под этим названием встречается порода древесины из Центральной Америки — американское махагони. Обладая достаточно высокими механическими характеристиками, древесина махагони может быть использована в изготовлении грифов.
Радиальный распил красного дерева под прозрачной отделкой имеет прекрасный вид, но чрезвычайно неудобен в обработке. Слои древесины с чередованием 1,5-3 см идут через один «в задор». Таким образом при строгании ручным инструментом, если 1-й и 3-й слои строгаются «по слою», то 2-й и 4-й — «в задор». Нередко только строгание цинубелем с последующим усиленным шлифованием позволяет подготовить поверхность красного дерева под чистовую отделку.
Палисандр
Очень твердая и механически прочная древесина палисандра с красивой шоколадно-коричневой, бурой, фиолетовой переходящей в черноту окраской нашла применение в изготовлении накладок и ручек грифов, панцирей, а в некоторых случаях и корпусов щипковых инструментов.
Породы, объединенные под названием палисандр, произрастают в лесах Южной Америки. Палисандр хорошо обрабатывается резанием и полируется, но имея выход крупных сосудов на срезанную поверхность, так же как и красное дерево, требует перед чистовой отделкой проведения операции порозаполнения. При обработке выделяет специфический приторный запах.
Черное дерево
Так называют породы семейства эбеновых. Произрастают эти породы в Южной Индии. Из черного дерева получаются лучшие накладки и ручки грифов, а также панцири. Очень высокие физико-механические свойства древесины придают инструментам необходимую прочность, жесткость.
Увеличение веса грифа в случае применения черного дерева смещает центр тяжести инструмента в сторону грифа, что особенно ценится исполнителями-профессионалами.
Изготовленный из черного дерева панцирь после качественной полировки не дает призвуков от соскочившего со струн медиатора. Накладка грифа из черного дерева мало истирается, а кроме того лучше держит ладовые пластинки.
При всей красоте импортных пород следует предостеречь работающих с ними от заноз и попадания опилок в глаза и дыхательные пути. Многие из них содержат в древесине смолы и масла, способные вызвать раздражение слизистых оболочек или нарывы при попадании вместе с занозой под кожу. Занозы следует вытаскивать сразу и прижигать рану йодовой настойкой. При работе с электрифицированным инструментом рекомендуют надевать очки и марлевую повязку, закрывающую рот и нос.
