管弦同体乐器的创制

杨海龙

（沈阳师范大学音乐学院，辽宁沈阳110034）

管弦同体乐器的创制

杨海龙

（沈阳师范大学音乐学院，辽宁沈阳110034）

民族乐器是我国悠久民族文化的重要组成部分。长期以来，对于民族乐器改革的探索与研究不断进行，已成功研制出各类新型民族乐器。通过对我国传统民族乐器中吹管乐器与拉弦乐器振动原理的研究，研制出管弦同体振动发声的新型民族乐器，这在国内外先关研究中尚属首例。

管弦同体；主共鸣腔；辅共鸣腔

民族乐器是我国民族音乐文化宝库中重要的文化遗产，主要可分为四大类：敲击乐器、吹管乐器、弹拨乐器、拉弦乐器。但是，无论哪一类乐器都是依靠其自身材料所产生的振动而发出声音。通过探索和研究，我们将中国传统民族乐器中弦乐器的振动原理与管乐器的振动原理相融合，研制出能够管弦同体振动发声的新型民族乐器。

一、设计原理

我们知道弦乐器的发声原理是依靠弦的振动而发声的，而弦的振动又是靠弓与弦之间的摩擦力来决定的，振动的频率越高音也越高，反之振动的频率越低音也就越低。而管乐器的发声原理则是依靠外界气流注入到管中使之产生振动，当管中的空气柱受到激发后，形成驻波而发出乐音。

根据管、弦乐器的振动特点，我们可以利用气鸣乐器声学原理，设计出以拉弦乐器共鸣箱发声为主，管状琴杆共鸣腔体发声为辅的主辅共鸣复合腔体，并通过琴弓拉动均布于管状琴杆和琴筒上的琴弦，使相通的主、辅共鸣腔体产生立体共振共鸣，从而设计出管弦合一的复合共鸣腔体乐器。此外，在传统弦乐器共鸣特征的基础上运用现代乐器声学理论，从根本上改变了传统拉弦乐器以琴筒作为共鸣腔体单一型的结构，突出了主共鸣腔体（琴筒）与管状辅共鸣腔体（琴杆）产生立体共振，通过在琴筒内、外两侧的空心琴杆上开出声口，使乐器音频信号得到进一步的过滤调制，有效地消减噪音和杂音，保证了音质、音量以及音色更加均衡而悠扬。

二、设计方案

管弦同体乐器的研究与制作目前尚处于在研究阶段，其主要技术指标以及工艺要求如下：

设该琴共鸣箱体数据为，总长：131mm，前口90mm，后口80mm，板厚10mm，最薄度为4－5mm，后口设音花出音孔。

设琴杆传统的工艺尺寸总长为820mm，方为20×20，直径在18mm左右，两轴距为75mm，下轴至琴杆底端为610mm。

琴杆与共鸣箱体的安装配合依然按传统数据进行。

拉弦乐器管弦共振型总体尺寸为总长825mm，有效弦长在380－410mm之间，共鸣箱体为正六方型，底托不变，但头扔按现有弯头式。

材料选择，可依据不同档次品质要求选用檀木类、酸枝类。

皮膜可依据等级品质要求选配蟒皮类。

此外，为了使管弦同体乐器的研发水平能够不断地提高，我们将在相关音乐专业院校中开始试用，并通过反馈逐步改进。我们还将要邀请知名的演奏家、作曲家进行试用、聆听，并提出改进意见。我们将在广泛听取试用者意见的基础之上不断地完善。

三、研究方案的突出特点

（一）共鸣箱体的改革

共鸣箱体是琴体主要的发声体、主声源，振动频率的大小及音质、音色好坏关系到整体的共振效果。我们所改进的共鸣箱体在现有内腔开槽式的基础上进一步安装配制一种辅助的传导管体，形状是前口大后口小的圆柱体及六方体、八方体，安装在共鸣箱体中心处，设为琴腔的内胆，贯穿琴杆，前口紧贴皮膜处，拉弦振动时，将传导入琴腔内胆并于琴杆内胆相互传递，振波信号联通琴杆共振。

（二）琴杆的改革

传统的二胡琴杆是实木加工而成，在拉弦共振中传导的频率和振幅甚小，现在主要在琴杆下部分加工为空心管，形成管状体并在共鸣箱中所连接的部分开一条长条孔，名为琴杆内胆。连接共鸣箱体的内胆密封严禁，拉弦振动时音频通过皮膜振动传导共鸣箱内胆在导入琴杆内胆口进入琴杆管状体内并在琴杆上千斤以下出开孔调节共振动效果，传递音频信号能够进一步得到调试放大音量，改变其音质、音色。

在琴杆选料上分选三种不同材质来验证效果：（1）木制的可根据价位品质要求，如：紫檀木类、酸枝木类、老红木类，选择实木加工底部管体内腔，上下形成一体；（2）铝合金管材上部加接琴头，下部连接底脚，安装琴筒和底托，直径在20－18mm左右；（3）紫竹杆加工时穿透里腔，使共振效果达到最佳。

此外，研究还以物理共振学、乐器声学、乐器律学以及乐器材料学为主要理论依据，重点在琴体结构、乐器材料、共鸣体设计以及音频效果合成等方面进行试验性研究，最后形成管弦同体乐器完整的制作方案、各部件研制工艺的相关规程与关键数据。

四、重点与难点

（一）主辅共鸣复合腔体的构建是关键，以使彼此相通的主辅共鸣腔体能产生较好的立体共振共鸣效果。

（二）管状辅共鸣腔体（空心琴杆）的横向出音孔的位子设计是难点，既要符合气鸣乐器声学原理，又要保证演奏者的使用方便和习惯。

（三）内置振动薄膜的位子设定及方向、几何形状的选取决定了辅共鸣腔体的出音效果和辅助作用的发挥。

（四）管弦同体的新型民族乐器要保证：同体（一体化）、同腔（主辅腔联通）、齐奏（共振共鸣）、相辅相补（取长补短）、操作简单（易学易做）、民族特色（元素充分）。这些要求的同时实现，就在技术上增加了难度。

管弦同体乐器的研制不仅开创了我国民族管、弦类乐器同体研制创新思路之先河，而且还对未来中国民族乐器的革新与发展起到积极的促进作用。管弦同体乐器是在中国传统民族乐器发声原理的基础之上，以全新设计理念及科学的理论指导为核心而进行研制的新型民族乐器。将弦乐振动与管乐振动融合于一身，采用多种振动单体协和共鸣的乐器设计理念，使传统民族乐器的独奏或合奏均具有交响性，从根本上改变了中国传统民族乐器共鸣腔体单一型结构的振动原理，从而解决民族乐器中“个性强”的弱点，为推进民族乐队“交响化”建设做出重要贡献，并在民族乐器演奏中发挥巨大的作用。

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［3］毛特.民族乐器的改革创新和工业设计［J］.乐器，2007（12）：16-18.

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［5］焉树芬，盛雪，张竹岩.民族乐器概论［M］.北京：航空工业出版社，2008.

【责任编辑王凤娥】

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1674-5450（2015）05-0189-02

2015-07-12

杨海龙，男，辽宁沈阳人，沈阳师范大学讲师。