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1、管风琴 概 述 管风琴是一种键盘乐器，属气鸣乐器类的混合型乐器。现代管风琴在所有机械结构的传统乐器中，是体积最庞大、结构最复杂、性能最多的乐器。管风琴的种类很多，小的只有一只手提箱那么大，如欧洲过去常被街头乞丐行乞用的手摇管风琴。正规管风琴都很大。这里介绍的，主要是正规管风琴。 管风琴有台阶般的多层键盘，有用手弹的键盘，还有用脚踏的键盘。手键盘少则2层，一般为4-5层，多的有6-7层；脚键盘一般为1层，也有2层的。在键盘周围，还有许多变换种种音色、音高、音量和多种音响效果的音栓与踏瓣等装置。音栓少则数十数百个，多则一、二千个。这许多键盘和音栓均由一人弹奏和操纵。管风琴的发音“器官”，是多种不同
2、结构和长短的音管。最大的管风琴有上万支音管，最长的低音管达64英尺，直径近3英尺，象根大烟囱；最短的高音管只1/3英寸，象支小哨子。琴键和音栓通过复杂的杠杆系统，新式的通过复杂的电路系统，控制哪些音管发音、哪些音管不发音。最多时可使约2700多支音管同时发音，声闻数公里之外。使大量的音管发音需要足够的风力，过去用风箱靠边人力鼓风，大型管风琴常备有几十个象棺材般大的风箱，同时由十多以至几十名强壮劳力踩水车那样鼓动风箱送风。现在则多数用电力鼓风机。 这样巨大的乐器，都是和高大的厅堂构筑在一起，固定于讲台或舞台后墙上。成排的音管高耸林立，有三、四层楼房那么高。如建成不久的澳大利亚悉尼歌剧院的管风琴，
3、有200多排共1万多根音管，整个乐器高达15米、宽14米、进深7米，重约37吨。耗资百余万美元。 管风琴的音域最宽达九组；音量变化幅度大，声闻数里之外；音色变化多，除管风琴多种特有的本色，还能模拟各种管弦乐器的音色，以及传统乐器之外的所谓“天上人间”的各种音响。 很久以来，管风琴在欧美主要被用于宗教音乐，几乎所有教堂都有或大或小的管风琴。文艺复兴期以后，尤其是18世纪后，出现不少杰出的管风琴作曲家和演奏家，巴哈尤为其中最突出者，亨德尔、海顿、莫差特、贝多芬、门德尔松、李斯特、勃拉姆斯和圣桑等，都有管风琴作品，其中多数人还是演奏能手。从16世纪以来，还有不少专门的管风琴作曲家。管风琴音乐作品数量
4、之多，在键盘乐器中仅次于钢琴。至今，欧美有些国家还常举行管风琴音乐会。自16世纪以来，欧洲有些国家和后来的美国，均设有专门的管风琴制造学校，一些较大的音乐学院设有管风琴演奏专业。 中国有些城市的天主教和基督教教堂中，也设有管风琴。但是管风琴音乐在我国未得到发展。近年北京先后从捷克和美国进口了两套中型管风琴，分别安置于音乐厅堂。 构 造 19世纪中期以前建造的管风琴，其通过键盘和音栓操纵音管发音的机构，都是称为轨杆机（tracker action）的一套杠杆系统。其后，利用风动和电动的操纵机构渐被普遍采用。20世纪中期以后，轨杆机即趋淘汰。晚近多数改为电传动。 18世纪欧洲工业革命以前，管风琴和
5、钟表曾被看成最复杂的机械装置。莫差特曾称赞管风琴是“人类智慧和技术的胜利”。 管风琴的基本构造，简述于下。 （一）发音系统 音管（pipe）是管风琴的发音器。管风琴上通常有两种音管： 1 哨管（flue pipe ） 基本上和哨嘴笛（竖笛或木笛）发音原理相似，但结构有所不同。哨管竖立装在气室上，由两部分组成：上部为管体，其长度占全长的大部分；下部为较短的锥形体，称为管脚，即为哨嘴。在管体和管脚相连的管壁一侧，开有一条长方孔（象平常吹的哨子），称为嘴孔。嘴孔的两条长边为嘴唇 ，上端（即靠管体一端）为上唇，其边缘呈刀刃形；下端（靠管脚一端）为下唇。管内，在管体与管脚连接处，有一个三角形的拦格，其上
6、平面（处于管子的剖面位置）与下唇缘平齐（处于同一水平面），两者之间有一条窄孔，称为哨道。拦格从哨道孔往下为倾斜面，这就使哨道孔下面的一段管腔逐渐扩大。 哨管的发音情形是这样的：空气由气室进入哨管下端入口后，流经哨道孔而冲击上唇的锐边，激发管内空气柱振动。管体的长短，决定音的高低。在管体顶端装有一个能上下调节的套筒或堵头，称为调音滑管，可略调整管体的长短。 哨管有方管（一般为木质）和圆管（一般为金属），还有开管和闭管等多种结构，能产生不同音色。 2 簧管（reed pipe） 是一种管内装有簧片的音管。簧管内的簧片与簧风琴的自由簧不同，为拍簧。簧管的簧片是一条舌状铜片，自由端略有点翘起，另一端固
7、定于一根比簧片长的、剖面为半圆形铜管的有长孔的平面一侧，半圆铜管称为簧舌管。簧舌管的下端（即簧舌的自由端）是闭孔的，上端（即簧舌的固定端）是开孔的。装有簧舌的簧舌管，系装在簧管下部内的一小段堵木孔内，簧舌管装有簧舌的下端露出于堵木之下。 簧管的发音情形是这样的：当气流从气室进入管下端的入口后，因为簧舌管的下端是闭孔，周围也被其上的堵木阻塞，故气流只能从簧舌自由端和簧舌管上的簧舌孔之间的缝隙通过，从而激发簧舌振动。气流继而从簧舌管上端的开孔进入管体，激发管腔内空气柱振动。这里决定音高的，主要是簧片；空气柱振动起共鸣作用。在簧片近根部有一可升降调节的调音钢条，藉以控制簧舌的振动长度，调节音高。管体
8、长度在音高上对簧片是从属关系。 簧管一般是金属管，管体有圆柱形和倒圆锥形等，多为开管。多种结构和形状的簧片及管体，能产生多种不同的音色。 .管列（rank或stop） 管风琴中的大量音管，系按长短和种类排列，每排音管称为管列。大型管风琴中的管列多达一、二百排。设置这么多管列，除出于产生从低到高的音阶的需要，更多的是用于产生繁多的音色变化。弹奏时需要哪些管列发音或不发音，均由音栓控制。 （二）供气系统 传统管风琴的供气系统由以下几部分组成： 1. 气室（wind box或wind chest） 气室为一方形或长方形的箱体，内有多层隔板，最上面一层为尾板，成排音管的管脚下端即插入此板的孔中；尾板下
9、面有一层顶板，其上有与尾板对应的孔；尾板和顶板之间有一条可推进拉出的滑板，其上也有与上述两板对应的孔。操纵音栓通过一套杠杆机构使滑板进出，从而可使上述三板与音管相通而发音，也可抽动滑板使三板的孔互不相通而不发音。 在气室的上述三板之下，相隔不大的空档还有一层隔板，板上有个方孔，孔上有个可转动启闭的阀板，阀板的动作与琴键相连。当按下琴键时，通过一套杠杆机构使阀板开启，气流即可通往音管。 在上述有阀板的隔板之下，相隔不大的空档，即为气室的底板。底板有孔通气室外。 气室上安插有成排或若干排管列。粗而长的最低音管，每根管有一个单独的气室。气室的工作情形是这样的：气流从气室的底板孔进入气室，拉出有关的音
10、栓使滑板与下面的顶板及上面连接音管的尾板三者的孔相通，再按琴键使阀板打开，气流即通过阀板孔和以上三板的孔进入音管。 2. 储气箱（reservoir） 为一方形箱体，上下板均有通风口，分别通往气室和风箱。储气箱储存一定容积的由风箱供给的气量，以保证音管发音之需。 3. 风箱（bellows） 传统管风琴的风箱由一个储气大风箱和一对鼓风小风箱（feeders）结合在一起组成，和常见的簧风琴上的脚踏风箱相似。藉人力往复轮番鼓动一对小风箱，空气即进入相邻的大风箱；由大风箱通往储气箱；再由储气箱通往气室。此即整个供气系统。 20世纪中、后期以来，逐渐采用电动鼓风。 （三）控制系统 管风琴的控制系统是指
11、键盘、音栓和音管之间的联系机构，弹奏者操纵键盘和音栓，即通过这些机构控制音管发音。传统管风琴，在20世纪中期以前，控制系统为杠杆结构的轨杆机（tracker action）。19世纪中期以后，相继出现压缩空气传动机（pneumatic action）和电力传动机（electric action）。20世纪中期以后，不再采用轨杆机，普遍采用电力风动机（electropneumatic action）。 但在现存的管风琴中，轨杆机的仍占多数。一台轨杆管风琴（tracker organ）上的轨杆机，由两套杠杆系统组成。每套杠杆系统由一些顶杆（sticker）、连杆（tracker）、翘杆（backf
12、all）和阀板（pallet）等杆状零件构成。这两套杠杆系统系按笛卡尔坐标交叉动作相互配合。即要使音管发音，必须拉出某音栓和按下琴键。横坐标（x）表示按一琴键，纵坐标（y）表示拉一音栓，在几何学上要求被指定的两个数（x和y）相交于一点，才得出结果发出所要求的音。 电力风动管风琴（electropneumatic organ）的每根音管，均有其各自的阀门。阀门系装在一个皮风囊(pouch)上。风囊充气后，阀门即关闭；风囊排气后，阀门即打开，音管随即发音。在这种机构中，当按下一个琴键时，会使一条让磁铁作功的线路关闭。磁铁上微小的电枢的作用，有如一个风动的阀门，除非被音栓机构拦截，所有风囊内气体的排
13、放均由琴键控制。同样，拉出一个音栓，排出一个通道内的气体，即使琴键机构起作用。如同轨杆机的情形一样，只有当琴键和音栓机构相交于直角时，音管才发音。这类电控机构的管风琴，尚有多种形式。 （四）弹奏部分 管风琴的弹奏部分包括弹奏者直接按触的键盘、音栓、强弱音踏瓣和风压、电压指示器等。这些供弹奏者手脚操纵的键、钮、杆、板等形状的零件，均集中布置在一个象大酒柜似的弹奏台（console）上。 为说明弹奏部分的性质，先对一些有关的专用术语简释如下： 英尺（音）foot（tone）。 在管风琴上，传统上采用英制长度单位英尺，标示音栓和键盘控制的音管的发音高低。在多数音栓上除有表明某种音色的名称文字外，还有
14、32，16，8，4或2等等数字符号，此即指示用该音栓时所发音的高低。英尺数来自音管的长度，这个长度与音高并不精确对应，是大约数。约8（8英尺）长的开管，发C音；其一半长4（4英尺）的，高一个八度，发c音；加倍长16（16英尺）的，低一个八度，发C1音。依此类推。这个长度是指该音栓的管列中最长的、即最低的那支管的长度和音高，也是指整个该管列的音高。除上述八度关系的音栓，还有其它音程的音栓。如2 2/3（二又三分之二英尺）音栓，即为4音栓的第三谐音（十二度）。若这两个音栓同时拉出，按c键时即同时发c和g1两音。 标准音高或音栓（normal pitch or stop）或同度音高或音栓(uniso
15、n pitch or stop)。现代管风琴标准手键盘音域为Cc4，第一（最低）音C为8音。如果弹奏时用8音栓，那么按键所发实音均与各该键的音名是一致的，亦即同度的。按C即发C；按c即发c。这和钢琴上的发音情况相同。即称为标准音高或同度音高。如果拉出4音栓，按C键即发c，就是实音要比原该键音名高八度；若用16音栓，按C键即发C1。依此类推。 尺度（scaling或scale,在此非指“音阶”），是指音管的直径（或圆周）与长度之比。长度相同直径不同的音管，产生的音色不同。在管风琴音管上利用这一原理（约自15世纪始），作为音色变化的方法之一。这主要用于哨管；在簧管上还利用改变簧片尺寸和管体形状等方法产生不同音色。 风压(wind pressure)。在一台管风琴上，对某些不同音管的送风压力不尽相同。如通常给簧管的风压要比给哨管的大一倍，给有些粗大簧管的风压甚至八倍于哨管。弹奏中利用风压的变化，还可产生强弱音和颤音等效果。 对组成弹奏部分的键盘和音栓等的性质，分别简要说明如下： 1.键盘 一台管风琴上通常有用手弹的和用脚踏的两种键盘。琴键的形状与排列和钢琴相似。 手键盘（ma
