Вместо предисловия
Главные темы статей журнала
Ежели вам милее чёрный текст на белом фоне, используйте параметр "format=light", например,
https://snowman-john.livejournal.com/56562.html?format=light
О достоверности нотных записей К.К.Сараджева, характеризующих звуки московских колоколов
 «О достоверности нотных записей К.К.Сараджева, характеризующих звуки московских колоколов»Анатолий Иннокентьевич Шатов1из книги «Колокола сии сооружали
|
 |
|
|
В 1977 году в сборнике «Памятники культуры. Новые открытия…» Л.Д. Благовещенская опубликовала нотные записи К.К. Сараджева, которым он дал название «Список индивидуальностей больших колоколов всех колоколен г. Москвы»*.
В период подготовки к отливке колоколов для Храма Христа Спасителя в Москве в Обществе древнерусской музыкальной культуры изучалась эта публикация, так как она содержала нотные записи четырëх колоколов прежнего Храма Христа Спасителя. Чтобы оценить достоверность этой публикации, нами было произведено сравнение записей Сараджева со спектрами звучания сохранившихся больших колоколов. Для примера рассмотрим сравнение нотных записей К.К. Сараджева и результатов измерения звукового спектра Большого Успенского колокола колокольни Ивана Великого Московского Кремля. Спектры кремлëвских колоколов, в том числе и Успенского, определялись нами для изучения достоверности нотных записей в указанной выше публикации.
Приводимые ниже нотные записи взяты мною из статьи «Колокольная симфония Константина Сараджева», размещённой на интернет-сайте Filov.mypage.ru2. В ней запись спектра Успенского колокола несколько удобней, поскольку в публикации Л.Д. Благовещенской она приведена с пометкой «на квинту ниже», а здесь транспозиция уже выполнена.
Запись звучания Большого Успенского колокола, первого по величине в Москве, выглядит следующим образом (в примечаниях к публикации Л.Д. Благовещенской, которые даны Институтом русской литературы (Пушкинский дом), ФА I 997/4, указано, что «белыми» нотами обозначена высота звучания колокола, а «чëрными» ‒ частичные тоны):
Результаты измерений спектра колебаний Большого Успенского колокола
Частоты в приводимой ниже таблице соответствуют
равномерно-темперированному музыкальному строю.
Субъективные данные К.К. Сараджева спектра колебаний
Большого Успенского колокола
Результаты работы по определению качества колоколов на конкурсе храма Христа Спасителя
|
Результаты работы экспертной группы по определению качества колоколов, выставленных на конкурс по изготовлению колоколов для храма Христа Спасителя(25 декабря 1995 г. – 29 января 1996 г.)Протоиерей Константин Кобелев1из книги «Колокола сии сооружали |
|
|
|
Публикуется с разрешения правообладателя |
Вес колоколов
Спектры звучания колоколов
ИЗОБРАЖЕНИЯ И НАДПИСИ НА КОЛОКОЛАХ
( Collapse )Конкурс на право изготовления колоколов для Храма Христа Спасителя
|
Конкурсна право изготовления колоколов для Храма Христа СпасителяПротоиерей Константин Кобелев 1из книги «Колокола сии сооружали |
|
|
|
Публикуется с разрешения правообладателя |
21 декабря 1995 года. Завтра «Нечаянная радость» – праздник иконы Пресвятой Богородицы, особо чтимой в храме пророка Божия Илии в Обыденском переулке. Все мысли об этом.
Ко мне пришёл человек и передал, что я приглашаюсь в экспертную группу по определению качества колоколов, выставленных на конкурс по изготовлению колоколов для Храма Христа Спасителя. Я отказался – сейчас не до того. Но в конце Всенощной поделился со своим духовным отцом и наставником батюшкой Александром Егоровым.
«Нет, ну почему же? Дело хорошее. Давай-давай. Бог тебя благословит». Я сообщил о своём согласии отцу Михаилу Рязанцеву, который строил Храм Христа Спасителя, и с понедельника, 25 декабря, был уже на стройплощадке. Нам сказали, что в конкурсе два участника, названия организаций не разглашаются − они идут под девизами «Тембр» и «Янтарь» 2. Нам выдали техническое задание конкурса, по которому мы должны оценивать колокола. Из списка колоколов Храма первой постройки ‒ XIX века ‒ колокола № 5−14 конкурсанты должны были воспроизвести так, чтобы по качеству их изготовления Комиссия по воссозданию Храма Христа Спасителя смогла доверить победителю право на отливку тяжёлых колоколов (№ 1−4). А мы, эксперты, должны были к заседанию Комиссии, назначенному на 29 декабря, представить свои мнения.
Среди членов экспертной группы я увидел двух своих знакомых. Это был Игорь Васильевич Коновалов, звонарь Московского Кремля, один из таких больших специалистов, которые могли оценить звучание колокола, знаток многих исторических колоколов. Он был для меня большим авторитетом, ибо я и сам пытался учиться звонить, и старший мой сын Дионисий звонил под руководством учеников Игоря Васильевича. Вторым был иеромонах Гурий (Фёдоров), с которым мне неоднократно доводилось служить в бытность его старшим иподиаконом Патриарха Алексия II. Сейчас отец Гурий служил здесь рядом, в храме-часовне Державной иконы Божией Матери. Хотя он и нёс послушание члена искусствоведческой комиссии при рабочей группе по проектированию и строительству Храма Христа Спасителя, он полагался, в первую очередь, на мнение звонарей.
Первыми на площадке появились колокола, выставленные под девизом «Тембр». Мы с интересом наблюдали, как их развешивали. Внешне колокола были в одном стиле, традиционно православном, строгом, по цвету будто старые. При первой возможности мы приступили к тщательному осмотру. Несколько раз в течение недели мы, советуясь друг с другом, сличали изображения и тексты на колоколах с выданным нам техническим заданием и отклонений не обнаружили. (Справедливости ради скажу, что уже позднее, при анализе фотографий, мы заметили такие неточности, как, например, написание на колоколах 115 и 14 пудов слов «Господь», «Господи» на церковнославянском языке без титла.)
Батюшка Александр дал мне свой камертон. Я пытался оценить высоту тона звучания колоколов и не обнаружил отклонений от задания. Здесь следует отметить, что я смог определить лишь одну ноту, по своему собственному восприятию и уровню моего музыкального слуха, а звук колокола – это целый аккорд. Между собой колокола
«Тембра» замечательно согласовывались, образуя минорное трезвучие до-ми-ля. На мой слух колокола ЗИЛа вучали идеально. Игорь Василевич Коновалов, как человек более искушённый, моих восторгов не разделял, относился критично, ждал колокола «Янтаря».
И вот привезли набор «Янтаря».
«Действительно, янтарь», − подумал я. Если первый набор был под цвет покрытых патиной старых колоколов, то «Янтарь» сверкал и блестел яркими тонами, как начищенные медяшки…
И, что бросилось в глаза, колокола были перегружены различными украшениями, тем более что не самые большие, а мелкие – на мелких колоколах ведь обычно изображения не делают. «Но это не главное, не будем предубеждаться», − говорил я себе.
При первом же осмотре на 200-пудовике я увидел изображение своего святого. Приятно, конечно, − святого царя Константина я очень почитаю, но тут что-то не так! Смотрю задание: он должен быть на колоколе № 6, а не № 5!
Конкурсные колокола «Тембра» (АМО ЗИЛ)
Как же так??? Изготовители «Янтаря» поменяли святых апостола Павла с царём Константином местами! На что они рассчитывали, за кого принимали членов комиссии? Дальше – больше: и в изображениях, и в надписях. Даже цитаты из «Символа веры», который каждый христианин должен знать наизусть, и то были искажены. Собралось много замечаний: почти на каждом колоколе что-то было не так. Это было очень странно. Например, как я уже упоминал, на малых колоколах изображения не делаются. Дело в том, что стенка у таких колоколов тонкая, если на ней отлито ещё и изображение, то будет диссонанс, большая неравномерность в распределении металла, и это всё отразится на звучании. А на одном из малых колоколов «Янтаря» было даже изображение Патриарха Алексия II.
В этой связи возник законный вопрос: если мы восстанавливаем Храм Христа Спасителя, построенный в 1883 году, как там мог быть Патриарх Алексий II? Возникло такое предположение, которое потом подтвердилось: эти колокола были отлиты раньше по какому-то совершенно другому поводу. Например, к празднику 1000-летия Крещения Руси или ещё к чему-то в этом роде.
Колокола Храма Христа Спасителя: о работе экспертной группы
|
«О работе экспертной группы»по определению качества колоколов, выставленных на конкурс
|
|
|
|
Публикуется с разрешения правообладателя |
Экспертная группа по определению качества колоколов, выставленных на конкурс по изготовлению колоколов для Храма Христа Спасителя, включала 20 человек, как светских, так и представителей Русской Православной Церкви (полная информация приведена в прил. 11. − Прим. ред.). Следует отметить, что при формировании группы были нарушены правила еë работы, в соответствии с которыми все эксперты должны быть независимыми. Так, был включëн ряд лиц, принадлежащих к одним и тем же организациям, а именно:
- Ярешко Александр Сергеевич, президент Ассоциации колокольного искусства России и Пухначëв Юрий Васильевич, бывший президент этой же организации;
- два человека из Новоспасского монастыря: инок Пётр и игумен Митрофан;
- три человека из одного храма − храма святого великомученика Никиты: монах Никита, иеромонах Андрей и послушник Виктор.
Кроме этого, в состав группы был включëн Церетели Зураб Константинович, одновременно являющийся членом художественной комиссии по воссозданию Храма Христа Спасителя, что являлось нарушением правил работы экспертной группы, так как, повторю, последняя набиралась из независимых экспертов.
Работа экспертной группы была плохо организована: для проведения необходимых испытаний и всестороннего обследования было выделено всего три дня. Как следует из отчëта экспертной группы по оценке технических характеристик колоколов, представленных на конкурс, выделенного времени было недостаточно для вынесения решения о том, какой из двух наборов является лучшим по физико-химическим, прочностным и ресурсным характеристикам. Кроме этого, в такой краткий срок группы физиков не смогли в полной мере ознакомить остальных членов экспертной группы с результатами испытаний, что препятствовало вынесению объективного решения о победителе конкурса.
Во время работы экспертной группы действия сторонников «Янтаря» мешали объективному вынесению решения о победителе конкурса.
В течение первых двух дней деятельности членами группы были определены критерии оценки колоколов и порядок проведения прослушивания наборов для нахождения лучшего. Группа решила основным критерием оценки считать соответствие техническому заданию и признать победителем конкурса тот набор, который по большинству параметров более соответствует техническому заданию, на основе которого производилась отливка колоколов. Необходимо было провести экспертизу на соответствие техзаданию внешнего вида, весовых характеристик, на соответствие звучания заданным интервалам, проверку на соблюдение созвучности между колоколами.
Эксперты выработали определённую процедуру оценки конкурсных колоколов.
1. Осмотр внешнего вида на соответствие надписей и изображений техническому заданию.
У колоколов «Янтаря» было обнаружено несоответствие техническому заданию надписей в верхней части трëх колоколов, а также несоблюдение порядка расположения икон святых, что было указанно в рабочей таблице, подписанной всеми присутствующими экспертами. Кроме этой таблицы, других документов, содержащих мнение группы музыкальных экспертов, на заседание художественной комиссии 29 декабря 1995 года предоставлено не было.
2. Прослушивание колоколов, на которое допускаются только специалисты.
Официальное прослушивание состоялось 27 декабря 1995 года. Всего в нëм участвовали 7 человек:
- 3 человека, иерей Владимир, инок Пётр и монах Никита, отдавшие предпочтение колоколам «Янтаря»;
- 4 человека, В.А. Диш, И.В. Коновалов, В.Н. Кузнецов и дьякон Константин, назвавшие лучшими колокола «Тембра».
Заранее намеченная процедура прослушивания была соблюдена. Для фиксирования данных прослушивания были составлены специальные таблицы, в которых отмечались преимущества того или иного колокола обоих наборов. Эти таблицы были заполнены.
( Collapse )Технология проектирования колоколов с заданными физико-механическими характеристиками
|
|
«Технология проектирования колоколов
|
 |
|
|
Публикуется с разрешения правообладателя |
Разработка системы автоматизированного проектирования колокола с заданными физико-механическими характеристиками осуществлялась с помощью математического моделирования динамических и акустических характеристик его конструкции. Основной целью математического моделирования являлось исследование зависимости резонансных частот и форм колебаний колокола от его геометрических размеров и формы профиля, а также от свойств металла (модуля Юнга, плотности, коэффициента Пуассона и коэффициента затухания).
Метод конечных элементов (МКЭ) основан на представлении исследуемой конструкции (в данном случае – колокола) в виде дискретных областей – конечных элементов, аппроксимирующих геометрическую форму конструкции, её массовые и жëсткостные характеристики. Между собой конечные элементы соединяются в отдельных точках, называемых узлами. Зная массово-жëсткостные параметры каждого конечного элемента в отдельности, можно построить матрицу жёсткости и матрицу масс для всего колокола в целом, после чего решение задачи получения собственных частот и форм колебаний колокола осуществляется с помощью матричных уравнений движения.
Измерения геометрических размеров колокола
В Экспериментальном цехе ЗИЛа с помощью 3-координатной измерительной системы были проведены с высокой точностью измерения геометрических размеров 83-килограммового колокола Самгина и экспериментально определён его профиль. Указанные измерения послужили основой для создания конечно-элементной модели колокола Самгина, состоящей из более чем 3000 объëмных элементов и имеющей 8600 степеней свободы.
Конечно-элементная модель колокола
Задачи колокольного звона и вытекающие из них требования к производству колоколов
 |
«Задачи колокольного звона и вытекающие из них
| |
|
|
Колокольный звон есть богословие Русской
Православной Церкви, вынесенное наружу.
Борис Николаев
Прежде чем перейти к вопросу определения требований, которым должны отвечать ансамбли колоколов для церковного звона, необходимо совершить краткий экскурс в историю отечественной уставной (церковной) певческой культуры, ибо она является основой наших достижений в развитии на Руси колокольного звона и создании уникальных по звучанию колоколов.
Тысячу лет назад, волею святого князя Владимира, состоялось крещение Руси, и наши предки приняли от Византийской Церкви христианство, а вместе с ним и его богослужение. Тексты были переведены святыми Кириллом и Мефодием, а мелодии постепенно преобразовывала сама православная Русь. Этот процесс занял несколько столетий, в результате которого родился новый мелодический язык, и в нём, как в зеркале, отразилось русское Православие, формировавшееся в течение этого времени.
Религиозное богослужение состоит из двух основных частей: действенного и словесно-музыкального. Музыка является неотъемлемой частью богослужения. Протоиерей Борис Николаев в книге «Знаменный распев и крюковая нотация как основа русского православного церковного пения» говорит о том, что «характерные черты религиозной музыки вытекают из самого понятия религии, как союза божества с человечеством, где первое снисходит ко второму в откровении, а второе восходит к первому в молитве...»1
С понятием божества связаны понятия величия, чистоты и святости. Отсюда следуют существенные признаки религиозной музыки: серьёзность, торжественность и спокойствие, достигаемые диатоническим движением мелодии.
Церковная музыка, кроме признаков религиозных, имеет сугубо церковные признаки: самобытность, отражаемость и чинность.
Пение Русской Православной Церкви творили подвижники благочестия ‒ люди, которые в результате личного духовного опыта и познания тайн божественных звуков, создали мелодию, являющуюся голосом Церкви, её «мелодическим богословием».
Наше богослужебное пение регулируется правилами церковного Устава (Типикона). Этот Устав касается не только порядка песнопений в процессе богослужения, но и вообще всех сторон церковного пения, а именно: распределения песнопений по характеру их текста и мелодии, регулирования широты мелодий, скорости исполнения и силы звучания, личного состава исполнителей, органов контроля и многого другого.
Распределением песнопений по их содержанию управляет закон Осмогласия. Осмогласие является основным законом богослужебного пения Православной Церкви. Оно есть система употребления четырёх древних автентичных и четырёх плагальных к ним гласов (ладов), в которых излагаются как тексты отдельных групп православных песнопений, так и их мелодии. Каждому гласу соответствуют наиболее употребительные в данном гласе мелодические обороты – попевки.
Согласно этому закону, богослужение в течение каждой седмицы совершается по определенному гласу. Началом отсчёта служит Пасха, богослужение всю Светлую седмицу совершается по первому гласу. В день недельный (воскресенье) глас переменяется на второй и так далее. После восьмого гласа процесс повторяется.
Знаменный распев есть совокупность мелодий церковного осмогласия, созданных богопросвещёнными песнотворцами Русской Православной Церкви. История сохранила для нас имена некоторых распевщиков: это Иван Шайдуров, Савва Рогов, Василий Рогов (митрополит Ростовский Варлаам), Степан Голыш, Иван Лукошко (архимандрит Владимирского Рождественского монастыря Исаия), Иван Нос, поп Феодор Христианин, Паисий Литвинов, головщик Троице-Сергиевой лавры, и Сильвестр. Все они трудились в XVI веке, а имена более ранних творцов, созидавших гласовой мелодический материал, нам, к сожалению, не известны.
Знаменный распев называют распевом уставным, ибо он один только имеет полное осмогласие и вполне отвечает всем требованиям Устава относительно церковного пения.
Знаменный распев можно считать ровесником русского Православия. Время его появления приходится на конец XI столетия, а в XVII веке он достиг полного расцвета и совершенства. Мелодии этого распева записаны знаменной (крюковой) нотацией, родившейся в недрах отечественной музыкальной культуры.
Считается, что крюковая нотация была полностью заимствована нами у греков после принятия христианства. Однако сравнение греческой и русской нотации вызывает сомнение в достоверности такого предположения.
Славяне, имеющие столь древнюю письменность, в историческом обиходе не имеют книжных памятников дохристианского периода. Это представляется совершенно невероятным. Некоторый свет на отсутствие древних славянских рукописных книг проливает отрывок из диалога Светослава и Ольги в «Песне о побиении иудейской Хазарии Светославом Хоробре» (это произведение написано примерно в XII веке древнерусским письмом):
Прости, но повторю твоё же:
пагубой воздастся в поколениях тех, кто имя отчее забудет
И землю, пращурами взорану, братьям ложным,
Как хлеб насущный от детей родных щенятам разломает,
Что ластятся к ногам за сытость и татям со злобою в очах.
Душой своей распорядись, как хочешь, твоё – тебе и право.
Но за народ наш и пред внуками его в ответе я, великий князь Руси.
Русь на утешенье грёзное в обмен на книг сожженье наших
Философы твои в ризах чёрных и златых крестах
Лишь с головой моей, ты слышишь, Ольга Мудрая, получат от меня! 2
Исследование виброакустических характеристик колоколов
|
|
«Исследование виброакустических
|
|
|
|
Публикуется с разрешения правообладателя |
Исследование виброакустических характеристик русских колоколов,
сохранившихся на колокольнях, и колокола Самгина
Работы начались с исследования колокола Самгина, переданного на ЗИЛ, и проводились под руководством начальника Отдела виброакустики КЭИР доктора технических наук Бориса Николаевича Нюнина специалистами отдела: Станиславом Ивановичем Юдиным, Александром Сергеевичем Ларюковым (выпускники кафедры акустики физического факультета МГУ), Алексеем Владимировичем Ширяевым, Анатолием Васильевичем Давыдовым. Задачей исследования было измерение объективных вибрационных и акустических характеристик колокола и определение их связи с субъективным восприятием его звучания. Следующей задачей ставилось определение взаимосвязи акустических характеристик набора колоколов (звонниц) также с субъективным восприятием их звучания.
Разберёмся, что же из себя представляют традиционные русские многоголосные «трезвоны», или «красные звоны». Восприятие звучания набора колоколов как «красивое» или «традиционно русское» определяется подбором цельного набора гармонически настроенных колоколов, в котором достигается гармоническое согласие не только между основными тонами колоколов, но и между их обертонами.
Наборы таких колоколов создавались постепенно, иногда на протяжении нескольких веков, как это было на звонницах Успенского собора в Ростове Великом, колокольне Ивана Великого в Москве и др.
Для выявления общих закономерностей звучания колоколов нами были проведены экспериментальные исследования на действующих звонницах храмов Москвы, Ростова Великого, Ярославля, Костромы и др., а также в заглушенной камере ЗИЛа.
Постановка задачи существенно отличалась от тех требований, которые мы обычно получали при работе по тематике автопрома: снизить вибрацию или шум такого-то агрегата с заданием конкретных технических параметров ‒ на столько-то децибел в таком-то частотном диапазоне. В случае с колоколами ставилась задача не снизить, а создать акустический сигнал (и, соответственно, вибрацию излучающей поверхности колокола), который твечал бы определённым требованиям. Причëм, эти требования были заданы не в технических параметрах, а в «гуманитарных»: чтобы колокол и весь набор колоколов звучали красиво, в традициях русского колокольного звона, не хуже старых сохранившихся образцов.
Необходимо было перевести эти «гуманитарные» требования в конкретные технические параметры, которые принять в качестве технического задания. Для решения поставленной задачи нужно было решить два основных вопроса:
- установить акустические характеристики звучания колокола, которые определяют его субъективное (эмоциональное) восприятие как «хороший» колокол: звучит красиво... в традициях... не хуже старых... и т.п.;
- связать эти акустические характеристики (целевые параметры), уже как технический параметр, с геометрическими параметрами профиля колокола, с которыми можно работать расчëтными средствами (компьютерное программное моделирование) по алгоритмам оптимизации.
По первому пункту работ неоценимый вклад внесли Анатолий Иннокентьевич Шатов и Игорь Васильевич Коновалов; они присоединились к нашему коллективу по предложению Московской Патриархии. С ними мы посетили храмы и монастыри, в которых сохранились лучшие образцы многовекового колокололитейного производства России, и провели необходимые измерения акустических и вибрационных характеристик колоколов.
Анатолий Иннокентьевич Шатов в то время работал в Издательском отделе Московской Патриархии и возглавлял Общество древнерусской музыкальной культуры (ОДМК). Очень увлечённый человек, профессионал в области колокольного звона и церковной музыки, он проводил записи церковных песнопений и колокольных звонов, выпускал пластинки и книги. Анатолий Иннокентьевич оказал очень большую помощь в изучении субъективного восприятия звука колоколов. Необходимо отметить также, что он в совершенстве владел церковнославянским языком, на котором традиционно выполняются надписи (в литье) на колоколах. Эти знания в необходимом объёме А.И. Шатов передал нашему коллеге Алексею Ширяеву, который в дальнейшем их применял при декоративном оформлении колоколов как с точки зрения правил церковнославянской грамматики, так и начертания вязи по традициям старорусских колоколов.
Игорь Васильевич Коновалов в советские времена был специалистом НИИ. Но когда у нас в стране стали возрождаться церкви и колокольные звоны, у него проявился талант звонаря. Игорь Васильевич начал изучать искусство колокольного звона и потом всю жизнь посвятил этому делу. Нам посчастливилось общаться и работать с этим замечательным человеком, который в дальнейшем стал старшим звонарём Московского Кремля и организовал школу звонарей при Храме Христа Спасителя. А в начале нашей работы Игорь Васильевич оказал огромную помощь в сборе информации по лучшим колокольням России. С А.И. Шатовым и И.В. Коноваловым мы совместно работали в течение всего времени, когда занимались колоколами.
На первом этапе исследования колокольного звона мы проводили записи звучания очень многих колоколов на различных колокольнях России, которые в дальнейшем обрабатывали в спектральном представлении и составляли таблицы с многоканальным наложением результатов испытаний и их разделением по субъективному критерию: «хороший колокол» ‒ «не очень хороший колокол», «хорошая звонница» ‒ «не очень хорошая звонница». Такую оценку давали наши специалисты А.И. Шатов и И.В. Коновалов; также учитывались мнения звонарей, священнослужителей, прихожан.
При этом отмечались особенности их субъективного восприятия: например, «звук колокола очень гармоничен, но наблюдается дребезжание или подвывание», «звук басовитый» или, наоборот, «не хватает низких тонов» и т.п. Результаты оценки сопоставляли с полученными акустическими амплитудно-частотными характеристиками (спектрами) этих колоколов.
По итогам этих работ после статистической обработки всех экспериментальных данных стали определяться технические характеристики колокола, который субъективно воспринимался бы как «хороший», «благородный», а набор колоколов ‒ как «благозвучный», «гармоничный».
По второму (техническому) пункту поставленных задач большую помощь нам оказала Московская Патриархия, предоставив для исследований колокол весом в 5 пудов (действительный вес – 83 кг) производства завода Самгина XIX века, звучание которого субъективно было оценено как «хорошее», «традиционное».
К вопросу определения виброакустических характеристик колокола мы уже подошли профессионально и использовали все имевшиеся на ЗИЛе аппаратные возможности: вибрационный модальный анализ для определения форм колебаний поверхности колокола на его резонансных частотах, акустическую интенсиметрию для определения пространственной картины распределения акустического излучения поверхностью колокола и пр.
При оценке виброакустических характеристик колоколов на колокольне одновременно регистрировались два вибрационных сигнала: один ‒ на боковой поверхности, а другой ‒ на языке колокола и звуковое давление на расстоянии одного метра от оси колокола. Следует отметить, что в момент удара языка частотный спектр богатый, однако через 1‒1,5 секунды он обедняется, и остаются пять основных частот, которые и определяют голос колокола. Мы получили значения этих пяти частот и соотношение между ними, а также усреднённые значения соотношений для самых известных по красоте звучания колоколов России: звонницы Успенского собора в Ростове Великом (Ростовская звонница), Троице Сергиевой лавры, колокольни Ивана Великого в Кремле, храма в селе Левашово, храма Василия Блаженного в Москве, храма Покрова в Лыщиках (см. прил. 7. ‒ Прим. ред.).
Изучение спектра звука колокола позволило выбрать частотный диапазон для проведения модального анализа его конструкции, который заключался в определении резонансных частот, форм колебаний и коэффициентов демпфирования. Одновременно исследовалось распространение акустической энергии в пространство на основных модах колебания колокола с помощью активной интенсивности звука. Эти исследования проводились с колоколом Самгина в заглушенной (безэховой) камере Отдела виброакустики. Колокол весом 83 кг, имевший высоту 500 мм, максимальный диаметр 510 мм, подвешивался в центре заглушенной камеры.
Колокол возбуждался языком, причëм постоянство силы удара обеспечивалось специально сконструированной «механической рукой». В процессе проведения модального анализа конструкции колокола измерялись спектры виброускорений и передаточные функции «возбуждающая сила – вибрация измерительной точки». Один вибродатчик закреплялся на языке колокола, второй, 3-компонентный, последовательно устанавливался на поверхность колокола с регистрацией сигнала в трëх ортогональных направлениях в 120 измерительных точках по заданной схеме.
Первые формы колебаний колокола, полученные из эксперимента
Метод модального анализа заключается в определении частот и форм колебаний поверхности колокола. Первая форма колебаний на частоте 336 Гц представляет собой в горизонтальном сечении эллипс. Причëм максимальную амплитуду колебаний имеет нижняя часть колокола. Вторая мода колебаний была обнаружена на частоте 652 Гц. Форма колебаний средней и нижней частей колокола имеет вид эллипсов, колеблющихся в противофазе, то есть мы имеем два эллипса, оси которых перпендикулярны друг другу (объëмный крест).
Объëмные колебания колокола в виде креста поразили зиловцев настолько, что многие из них, будучи православными и крещëными, в прямом смысле надели кресты. Даже начальник Литейного цеха № 1 М.А. Машин в зрелом возрасте прошëл обряд крещения, после того как судьба предоставила ему возможность заниматься литьëм колоколов.
Результаты исследований передачи вибрации от колокола на элементы его подвески показали, что при всех рассмотренных выше формах колебаний не происходит передачи возбуждения от колокола. Его поведение можно сравнить с поведением камертона, у которого концы совершают интенсивные колебания, а основание практически неподвижно. Таким образом, в частотном диапазоне, в котором находятся основные частоты вибрации колокола, верхняя его часть практически не возбуждается, и, следовательно, отсутствует передача вибраций на элементы подвески.
В процессе проведения модального анализа были выявлены зоны на поверхности колокола, воздействием на которые можно изменять частоты его звучания. Эти результаты были использованы при отработке методики настройки звучания колокола после его отливки.
Виброакустические исследования колокола
Пространственное распределение интенсивности звука вблизи поверхности колокола исследовалось двумя способами. В первом случае в 30 мм от поверхности колокола в тех же 120 точках, в которых определялись спектры виброускорений при модальном анализе, измерялись три компоненты пространственного вектора активной интенсивности акустического излучения. Во втором случае измерительная поверхность представляла собой цилиндр диаметром 600 мм, ось которого совпадала с осью симметрии колокола. В каждой точке, расположенной на боковой поверхности цилиндра, вектор интенсивности измерялся в направлении, перпендикулярном оси симметрии колокола, а в точках на нижней поверхности – в направлении, параллельном оси симметрии колокола. Число измерительных точек на боковой поверхности равнялось 132, а на нижней – 84. Результаты представлялись в виде изолиний и трёхмерных графиков.
Пространственная диаграмма излучения колокола:
боковая поверхность (а) и низ (б)
Было выявлено, что по своему виду характеристика излучения акустической энергии напоминает объëмный крест.
Максимальное излучение имеют зоны максимальной деформации боковой поверхности колокола. Этот результат указывает на то, что направления, в которых происходит максимальное излучение, зависят от точки удара языком по колоколу.
Особенности субъективного восприятия звучания колоколов
До нас дошли далеко неполные сведения о художественном оформлении утраченных исторических колоколов и практически ничего ‒ о тональности их звучания. Сохранились нотные записи звучания некоторых колоколов, сделанные К.К. Сараджевым, М.М. Ипполитовым-Ивановым и др. Однако попытки определить по ним спектр звучания колокола оказались неудачными. Поэтому было решено провести исследования субъективного восприятия звучания тяжëлых колоколов путём сопоставления результатов оценки экспертной комиссией их звучания с измеренными акустическими характеристиками. Одновременно было решено провести измерение спектров звучания колоколов, сохранившихся и описанных К.К. Сараджевым в нотном представлении.
Экспертная комиссия в составе архимандрита Матфея, игумена Михея, монаха Антония, иеродиакона Филиппа и ведущего звонаря Большого театра России В.А. Диша выполнила прослушивание серии одиночных ударов в каждый колокол на различных расстояниях от колокольни с оценкой их благозвучности и указанием слышимых тонов (нот). Одновременно осуществлялась объективная оценка, которая заключалась в записи акустического сигнала колоколов в той же точке, в которой проводилась субъективная оценка экспертной комиссией, с последующей обработкой сигнала.
В процессе обработки сигналов определялся амплитудный спектр звучания колоколов с регистрацией каждой спектральной составляющей, чья амплитуда меньше максимальной в пределах 40 дБ (в 100 раз). Результаты представлялись в виде спектров звучания и таблиц частот, амплитуд и ближайших нот натурального ряда. Субъективная и объективная оценки качества звучания были определены для колоколов Успенский и Реут колокольни Ивана Великого в Московском Кремле, Сысой и Полиелейный Ростовской звонницы, Первенец и Благовестник колокольни СвятоТроицкой Сергиевой лавры.
Следующим этапом данного исследования являлось сравнение нотных записей К.К. Сараджева и результатов измерений спектров звучания колоколов. Сравнение показало, что, как правило, нотные записи существенно отличаются от результатов измерений. Однако первая нота, длительность звучания которой максимальна, в большинстве случаев совпадает с результатами измерений, особенно для колоколов, спектр звучания которых находится в среднечастотной области (300‒1500 Гц) ‒ области,
в которой чувствительность человеческого уха является максимальной.
Результаты исследований субъективного восприятия звучания колокола были использованы в дальнейшем при выборе состава звонниц Храма Христа Спасителя и Свято-Троицкой Сергиевой лавры.
По результатам анализа всех полученных данных ‒ как стендовых испытаний колокола Самгина, так и полученных при измерении старых русских колоколов ‒ стала проявляться картина необходимых технических требований к проектированию колокола со звучанием, аналогичным звучанию лучших колокольных образцов.
В доступной форме кратко приведём результаты этого анализа. Колокол как механическая конструкция ‒ достаточно простая литейная отливка, но колокол как акустический излучатель звука ‒ очень не прост. При ударе языком (это название «молотка», который висит внутри колокола и которым звонарь ударяет в определëнную точку внутренней поверхности колокола) одновременно возбуждаются множество форм его колебаний на разных частотах. Основные первые формы колебаний и определяют его звучание, которые мы субъективно воспринимаем. Эти первые формы механических колебаний определяются профилем колокола и формируются как в горизонтальном, так и в вертикальном сечении.
Результаты наших исследований показали, что профиль лучших образцов традиционного русского колокола определяет его такие первые формы колебаний, которые обеспечивают звучание на первых пяти частотах, находящихся в строгом математическом (гармоническом) соответствии:
- вторая частота больше первой в 2 раза (музыкальный интервал ‒ октава); пятая частота больше второй также в 2 раза (октава). Если указанные соотношения присутствуют в спектре звучания колокола ‒ это первый признак его «благозвучия» и субъективного восприятия на определенный тон (ноту);
- третья частота больше второй в 1,2 или 1,25 раза (музыкальный интервал ‒ малая или большая терция). Такие соотношения определяют субъективное восприятие как минорное или мажорное;
- отношение четвëртой частоты ко второй в разных старых колоколах было определено в широком диапазоне ‒ от 1,45 до 1,7, что соответствует разным музыкальным интервалам квинты и сексты.
Подробные исследования по четвëртой частоте не проводились, но, по субъективной оценке, формы колебаний на четвёртой частоте вносят оттенки в тембр звучания колокола.
Эти полученные конкретные технические результаты стали для нас исходными данными для проектирования колоколов со звучанием, повторяющим звучание лучших сохранившихся образцов старых русских колоколов.
Мы провели также записи звучания и католических колоколов и проанализировали спектры их звучания. Нужно отметить, что их профиль также обеспечивает достаточно точную настройку на мажорное, минорное звучание или даже с соотношением частот в музыкальном диапазоне. Точность изготовления и настройки католических колоколов позволяет формировать музыкальные инструменты в виде набора колоколов ‒ карильонов. Но есть существенное отличие от православных колоколов: в спектре их звучания этот гармонический аккорд строится от первой собственной частоты, а в наших колоколах ‒ от второй. Это можно объяснить на примере: наш колокол весом 210 кг воспринимается по тональности звучания до второй октавы (частота 523 Гц), хотя в спектре его звучания есть 1-я гармоническая составляющая на октаву ниже (262 Гц). В звучании католического колокола этой низкочастотной составляющей нет. Поэтому наш русский колокол с той же тональностью субъективно воспринимается по звучанию как более «насыщенный» и «благородный». Это отличие определяется профилем и геометрией колокола, которое можно видеть невооружëнным глазом ‒ внешний вид православных колоколов отличается от католических.
Таким образом, на основе результатов подробных испытаний колокола Самгина, исследований и измерений сохранившихся старых колоколов мы определили техническое задание на разработку колокола с заданными акустическими характеристиками.
Кликайте на картинки, чтобы увеличить их и увидеть в лучшем качестве
( Collapse )Шатов А.И. «Колокол-астроним»
|
|
|
|
Язык ‒ средство общения, Антон Благин |
В этимологическом словаре славянских языков под редакцией О.Н.Трубачёва есть статья, посвящённая праславянскому kolkolъ, древнерусскому колоколъ. Приводится география распространения слова kolkolъ. Оно зафиксировано в Поморье, Новгородских, Вологодских и Владимирских землях, на Днепре, южном Дунае и побережье Северного моря, в районе Лабы. Kolkolъ характеризует процесс извлечения звука с помощью языка колокола. Указывается на звукоподражательный характер этого слова. Однако подражание можно усматривать только в том смысле, что удвоение слога kol характеризует повторяющиеся удары языка; вызывает сомнение звукоподражание с помощью закрытого глухого слога звуку предмета, призванного быть звонким, с далеко разносящимся голосом. Скорее, речь идёт об образном представлении звучания колокола. Действительно, если мы вспомним, что полугласные ь (ерь) и ъ (еръ) ныне утратили свое значение, а в поморской традиции пения они распеваются как полногласные е и о (так называемая хомония). Например, слово создахомъ распевается как создахомо (отсюда и хомония). Также kolkolъ в распеве получится как колколо, символизируещее волны звука от расходящегося колокола. Что и усвоили себе жители тверской и владимирской земель. У них слово колокол было среднего рода и произносилось колколо.
Существовало и другое произношение – колоколо, довольно широко распространённое в Новгородской, Архангельской, Вологодской, Вятской, Тверской и Владимирской землях. тот звуковой образ более соответствует звуку колокола, поскольку более певучий. В итоге устоялось одно название колоколъ, но оно в последние несколько сотен лет уже не было звуковым образом, а, скорее, зрительным представлением предмета: коло – круговая поверхность, внутри которой находится кол – язык.
Однако обратимся к праславянскому kolkolъ. Что же означает это слово? Кол ‒ это народное название Полярной звезды. Она как бы представляет собой неподвижную ось (стержень), вокруг которого вращается звёздное небо. Интересно понять, какой смысл заключён в слове Кол. Древнерусская азбука кроме фонетического значения символа вкладывала в каждую букву определённый смысл: К – корень, О – постоянство, Л – любовь. Получается: корень постоянства – любовь. Трудно с этим не согласиться. А если учесть, что это слово есть астроним, то понятие «любовь» приобретает надмирное, космическое значение.
Коло – древнейшее доиндоевропейское и индоевропейское название Солнца. От него происходит и Коляда – новорожденное солнце, появившееся после полярной ночи. Отсюда и обряды колядования, когда ряженая молодёжь ходит от дома к дому, распевая песни-колядки. А тексты песен на космические темы:
Стоят три терема златоверхие: Во первом терему – светел месяц,
Во втором терему – красносолнышко, В третьем терему – частызвёздочки.
Светел месяц – то хозяин во дому, Красно солнышко – то хозяюшка,
Часты звёздочки – малы детушки.
Древнейший солярный символ – круг с точкой. Видимо, поэтому Коло имеет и другое значение – круг. Славяне использовали это значение для ряда астрономических понятий, например Коло Живота ((зодиакальный круг), Коло Молока (галактика), Коло Ярилы (солнечная система с планетами), Коло Суры (туманность Андромеды).
На слове Сура следует остановиться для осознания его смысла. Оно состоит из двух частей Су и Ра. Ра ‒ это свет, а частица Су означает: здесь, рядом, вместе. Таким образом, Сура нужно понимать как вместе с Ра, то есть там, где свет.
Г.А. Хабургаев, автор книги «Старославянский язык», определяет границу праславянства около 500 года нашей эры. Совершенно естественно, что эта граница весьма условна. Славяне на территории Русской равнины живут уже около 5000 лет. Ф. Воланский в книге о славянских надписях до Рождества Христова, изданной в 1846 году, приводит надпись на славянском языке, возраст которой более 3500 лет:
От идеи воспроизводства русских колоколов до создания первого аналога на ЗИЛе, часть 1
|
«От идеи воспроизводства русских
|
|
|
|
Публикуется с разрешения правообладателя |
Вся история, как моего появления на ЗИЛе, так и моего участия в создании производства колоколов, – набор неслучайных случайностей.
После победы в конкурсе по литературному сочинению (по городу Москве), приуроченному к 100-летию со дня смерти великого Н.В. Гоголя в 1952 году, я с особой привязанностью потянулся к гуманитарным наукам, к истории нашей страны. Моё понимание комедии «Ревизор» − уже в названии сочинения я подчеркнуто назвал её трагедией – и попытка раскрыть в тексте своё восприятие чиновничества в провинции были даже в те непростые времена восприняты с интересом и оценены специальной грамотой. Я стал готовиться к поступлению на истфак МГУ. Золотая медаль давала возможность не сдавать экзамен.
Однако пришедший вскоре к власти Н.С. Хрущëв, появившиеся полулегальные источники о культе личности, рассказы моих родителей только в 1954 году о том, что меня назвали в декабре 1938 года в честь дядьки, расстрелянного весной этого же года, привели меня в 1956 году, без особого интереса, в металлургический вуз – Московский институт стали им. И.В. Сталина (позднее ‒ Московский институт стали и сплавов, в настоящее время ‒ НИТУ «МИСиС». – Прим. ред.), который оканчивали в свое время и мои родители. Позже случился XX съезд КПСС, развенчание культа личности. История менялась на глазах, и на фоне этих политических событий я стал металлургом по примеру родителей. А любовь к истории никуда не делась. Можно сказать, что в душе я так и остался историком, в любых ситуациях старался и стараюсь сохранять историю своей страны и семьи, в том числе и родного ЗИЛа, с которым на долгие годы меня связали тоже случайные обстоятельства.
По окончании института я поступил в аспирантуру на физико-химический факультет под тему моей частично закрытой диссертации. Там же в МИСиСе создали новую лабораторию, где я стал начальником и единственным еë членом. А так как в ходе научных изысканий требовалось упрочнение деталей (плиц для вездеходов) из рессорной стали, то это и привело меня на завод имени И.А. Лихачëва. Большую помощь в моей работе оказал прекрасный специалист по ТВЧ Константин Захарович Шепеляковский, с которым у меня быстро завязалась дружба. Это были 1961−1962 годы.
А далее по стечению псевдослучайных обстоятельств моя научная работа в МИСиСе резко оборвалась – тему закрыли, лабораторию перепрофилировали. Оставшись не у дел, я пришёл к К.З. Шепеляковскому на ЗИЛ и с октября 1963 году работал по договору по теме его диссертации, а с июня 1964 года стал автозаводцем. Именно ЗИЛ сделал из меня, неопытного кандидата технических наук, настоящего инженера. По роду работы я ходил в цеха, знакомился с производством, людьми и по-настоящему полюбил завод, пройдя путь от старшего инженера в Отделе главного конструктора электротермического оборудования, до начальника Центральной лаборатории высокочастотной электротермии, а позже стал заместителем главного металлурга по кузнечно-термическому производству.
Постепенно происходила смена поколений. В мой первый год на ЗИЛе ушëл с завода на преподавательскую работу в высшую школу Александр Денисович Ассонов – главный металлург. Его сменил Владимир Филиппович Никонов, с которым я проработал до 1973 года. Дальше на месте главного металлурга по кузнечно-термическому производству, после трагической смерти В.Ф. Никонова, работал Юрий Фëдорович Чечекин. В то время я писал докторскую диссертацию, находясь в отпуске. Меня срочно вызвали на завод и удивили новостью о назначении главным металлургом вместо Чечекина. Но моя докторская диссертация не пострадала: директор ЗИЛа Павел Дмитриевич Бородин вошёл в положение и приказал выделить мне казëнную комнатку недалеко от завода – рядом с Велозаводским рынком. Я дал согласие работать временно в статусе исполняющего обязанности до появления другой кандидатуры. Но в вышедшем приказе Бородин вычеркнул и. о., и я оказался просто главным металлургом по кузнечно-термическому производству. На мои возражения Пал Дмитрич ответил в свойственной ему манере: «Без разницы, что и. о., что не и. о.! Будешь плохо работать – завтра выгоню!» Видимо, моя работа устраивала Бородина. В должности главного металлурга я проработал до его ухода с поста генерального директора, став в конце 1982 года заместителем главного инженера по науке и технике. Именно в рамках новой должности я предложил литейщикам Центральной литейно-металлургической лаборатории (ЦЛМЛ) изучить возможности литья традиционных русских колоколов. Но до этого были почти 10 лет совершенно других работ, без которых, возможно, не было бы серийного колокольного дела на ЗИЛе.
Вынужден сделать ещё одно отступление о неслучайных случайностях.
С начала 1980-х годов на ЗИЛе активизировалась работа по товарам народного потребления, которую я курировал, находясь уже в должности заместителя главного инженера. Задача была довольно интересная: мы создавали новые продукты, искали варианты, которые могли бы массово выпускаться в условиях производственного объединения, у которого ЦК ПСС забрал перспективную модель – КАМАЗ. Массовость новых товаров легко обеспечивалась применением штамповки и литья из пластмасс и цветных сплавов. Про штампованные и пластмассовые изделия уже написано в книге «Размышления у закрытой проходной»* (проект «ЗИЛ 100 лет»), а про цветное литьё я добавлю. Нами был разработан плафон-фонарь в ретростиле, который собирался из универсальных литых деталей. Из них же можно было получить как подвесной светильник, так и настольную лампу.
Справедливости ради стоит сказать, что фонарь и его производные пошли в серию не просто так. Изначально он понравился жене тогдашнего генерального директора ЗИЛа Валерия Тимофеевича Сайкина. Как говорится, «ищите женщину»! Многие другие задумки из цветного литья были забракованы директором. Они так и остались в виде опытных изделий. Несмотря на неудачи с внедрением, в ЦЛМЛ ребята с энтузиазмом брались как за копирование различных фигурок и статуэток, так и за воплощение в цветном металле собственных идей, которые не добирались до серийного производства и расходились в виде сувениров среди гостей, участников работ и руководства. Кое-что из тех образцов до сих пор хранится у меня на полке: одна из статуэток – петух, символ года китайского календаря (их должна была быть целая серия), и пепельница с зиловской символикой. Честно говоря, так «халтурили», создавая сувениры и высококлассные подарки, многие подразделения головного завода ещё до начала эпопеи с товарами народного потребления. Например, в полный рост фигура рабочего ЗИЛа, держащего в руках автомобиль. Это был очень дорогой подарок! Забавно, что сначала рабочий держал ЗИЛ-130, потом его заменили на ЗИЛ-4331. (Кстати, в кузове статуэтки можно было хранить скрепки или ластики.)
Сувенирная продукция ЗИЛ