笛簫吹嘴的製作方法

2023-05-28 07:02:51

專利名稱：笛簫吹嘴的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種吹奏笛簫類管腔樂器的輔助裝置的技術原理及其形狀構造和使用方法。
為了便於本發明的表述，本申請要首先簡述一下與笛簫吹奏有關的專業音樂術語。(以下內容參考了人民音樂出版社1956年出版的笛子教材)。
橫笛即最常見的管樂器，直接用口橫吹。
洞簫也是常見的管樂器，直接用口豎吹。
吹孔即橫笛和洞簫吹入氣息的孔。
膜孔橫笛貼笛膜的孔。
音孔橫笛和洞簫都有六個音孔，每個音孔都有一個基音(本音)，再加上一個「筒音」，(六個音孔全盍住吹出的最低音叫做筒音)共七個本音。
口風笛簫吹奏者通過吹孔吹入笛簫管腔的氣流，稱之為口風。
風門笛簫吹奏者上下唇之間吹出口風時經過的空隙，稱之為風門。
緩吹口風從風門徐緩地吹出，叫做緩吹，這時吹出的音是笛簫的基音(本音)。
超吹運用口勁使風門縮小，口風加急，這時吹出的音是相應本音的高八度泛音，這就是超吹。
吹功笛簫吹奏者通過胸腹呼吸肌、面頰肌、唇肌及舌頭的協調動作吹出隨樂曲變化而強弱緩急相應變化的口風，這就是吹功。
唇功與口勁笛簫吹奏者運用面頰肌、唇肌的收縮舒張以控制風門大小鬆緊以及口風的強弱緩急的功力，叫做唇功，這是吹功中最硬的功夫，是普通笛簫愛好者難以逾越的關口。
舌功笛簫吹奏者的舌頭作出伸縮升降以及「打花舌」(打嘟嚕)或做出發「吐」音「吐庫」音等特定動作，從而形成特定的氣流變化產生特定的音樂效果，這就是舌功。舌功一般用於節奏明快的樂曲。
指功笛簫吹奏者二手六指分別按在六個音孔上，通過手指的開閉、滑動、振顫演奏出高低快慢變化多端的樂曲，這就是指功。
吹功決定了笛簫的音量音色，指功決定笛簫吹奏的旋律。
橫笛和洞簫都是廣大群眾喜聞樂見的樂器。傳統笛簫的吹奏特點是直接用口吹，不使用任何輔助吹嘴，笛簫吹奏的音色取決於吹奏者的功力。笛簫演奏家經過長期刻苦的練習形成了深厚的吹奏功力，他們能夠把口風吹成「一條線」全部吹入吹孔，所以他們吹出的笛簫樂音豐滿優美，十分動聽。而普通笛簫愛好者由於功力不足，口勁運用不當風門較大，形成「漏風」，他們把沒有充分振動起來的口風氣流吹成喇叭型，大部分氣流被吹到吹孔外面去，所以他們吹出的音色乾乾巴巴不好聽，甚至吹出噪音(在吹奏者的笛子吹孔下面用手提一張紙，可以檢驗吹奏者的功力，功力不佳者會把紙片吹得隨風飄動，而笛簫演奏家吹奏時，吹孔外無風，紙片不動)。
絕大多數笛簫愛好者即使經過長期練習也過不了「唇功關」，他們只能「吹得響」而不能「吹得美」。所謂「喜聞樂見」實質是愛聽者多、會吹者少，笛簫類樂器好聽而難吹，在一定程度上限制了它的普及。
本發明的目的在於提供一種笛簫吹嘴。本發明揭示了笛簫類樂器的吹奏發音的物理原因本質，提出了笛簫吹嘴的技術原理和技術設計，使普通笛簫愛好者在不經過專業訓練的情況下使用笛簫吹嘴吹奏笛簫也能吹出像笛簫演奏家演奏時吹出的優美音色來，再經過一定的吹功、指功練習，逐步熟練地掌握笛簫吹奏的技巧，從而大大推動笛簫類樂器的普及。
為了說明本發明笛簫吹嘴的原理，要首先分析一下笛簫吹奏的發音原理。
笛子橫吹，洞簫豎吹，但他們的吹奏原理基本相同。笛簫吹奏者通過胸腹呼吸肌、面頰肌和唇肌的協調動作把吸入肺中的空氣呼出，在口腔內形成一定壓力，再巧妙地運用「口勁」，使唇肌收縮到最佳狀態形成一個狹窄而又通暢的「風門」，在口腔氣壓的作用下，氣流通過上下牙齒之間的空隙時受到牙齒阻攔，成為渦流，然後渦流在牙齒與唇肌之間收攏匯聚從「風門」衝出，具在複雜生理結構和豐富彈力的唇肌在氣流衝擊下發生振動，而屬肌的振動又反作用於氣流，使氣流形成相同頻率的振動。當口風氣流從「風門」吹出時，實質上已變成一股具有一定頻率、一定振輻、一定流速、一定流量的「湍流」。
「湍流」是流體力學研究的物理現象。湍流的定義是具有較大相對流速的流體的各流層的流體質點形成若干小渦體互相混雜的流態叫做湍流。
笛簫吹奏者吹出的「口風湍流」具有如下性質特點(1)口風湍流的頻率特性口腔氣流衝擊唇肌使唇肌振動，唇肌振動又反作用於氣流，使氣流形成相同頻率的振動，在振動過程中，每一次振動周期都使氣流層面產生一個小渦體，而每個小渦體內又有若干個小渦體，這些形態複雜的若干小渦體包含有若干頻率合成的擾動波，而這種「擾動波」是使笛簫發出優美音色的「諧音」的必要條件。擾動波不同於機械波，機械波傳播時媒體的質點在平衡位置振動，而擾動波則是流體質點在振動的同時還在渦體內作複雜運動和在流體流動方向作一定速度的運動，所以擾動波比機械波要複雜得多。如果人用口含住吹孔吹氣或用直管向笛子吹孔吹氣，無論氣流多大，笛子也不能發出優美的樂音，這說明含有「擾動波」的複雜流態的湍流吹入笛簫是使笛簫發出優美樂音的必要的頻率條件。
(2)口風湍流的振輻特性從風門吹出的「口風湍流」的形態，可以在冬季天氣寒冷時人從口中吹出的「氣霧」的形態觀察到。通過觀察可以模糊地把「口風湍流」大致分為三段從風門到吹孔外是高速段，其特點是流速高而振輻小；吹孔內外附近是中速段，其特點是當口風衝出風門以後，與外部空氣發生摩擦，並受到外界大氣壓的橫向作用，發生卷吸現象，因而流速降低，渦體擴大，振輻加大，湍流的橫截面擴大；進入笛簫管腔的湍流是低速段，其特徵是流速進一步降低，渦體擴大展開，振輻更大，並引起笛簫管腔內特定長度的空氣柱共鳴而發音。這說明使笛簫發音的另一條件是振輻條件，而滿足這一條件的方法是使風門到吹孔有一合理距離，使渦體展開，這個距離就是下唇的厚度。
(3)口風湍流的橫截面特性進入吹孔的「口風湍流」的橫截面應稍小於吹孔口徑，才能「全部」吹入吹孔進入管腔，這是笛簫音色是否豐滿有力的必要條件，吹奏者口唇的風門是「橫扁形」的而笛簫吹孔加工成對應的橫向橢圓形的原因之一就是口風儘可能多地進入吹孔，另外橢圓音孔的優點使相應基音的空氣柱長度有一定伸縮性，從而形成以基音為基礎的有一定頻率漂移的諧波「頻帶」(類似於演奏弦樂器，「揉弦」時弦的張力變化而引起的頻率變化)。吹奏者的功力決定了他能否把口風湍流全部吹入吹孔。有些青年笛簫愛好者氣力雖足卻都吹到外邊去，結果聲音乾澀不好聽。
(4)口風湍流的流量特性「口風湍流」必須具備一定「流量」即在吹奏過程中對於特定的樂句、音符的強弱要求，吹入特定「流量」的氣流才能笛簫發出的樂音具備一定響度，即「音量」，從而不僅使音色優美豐滿而且要堅實洪亮。
通過上面分析可以揭示下述笛簫吹奏的原理笛簫吹奏發音過程是一個複雜的物理過程，口風氣流只有具備其特定的頻率、振輻橫截面和流量的各種湍流條件才能發出特定的樂音，所以，只要通過適當的裝置滿足其特定的物理條件，就可以產生相同的物理效果。
本發明笛簫吹嘴的原理就是根據上述分析，運用流體力學和仿生學原理模仿人的用嘴唇吹奏笛簫時的特定口型製成一種笛簫吹嘴，使用笛簫吹嘴吹奏笛簫可以產生像功力深厚的笛簫演奏家吹出的那樣的相同的音色效果。
笛簫吹嘴的技術本質是用特定形狀構造的裝置產生特定的擾動波湍流，從而產生特定的物理音響效果。
本發明笛簫吹嘴的技術目的是以下述方式實現的笛簫吹嘴由連為一體的六部分構成。
第一種柔質笛簫吹嘴銜口在笛簫吹嘴上端開一橫扁形進氣口，即吹奏者用口銜住的部分，銜口有較寬的進氣口，以保證氣流順利吹入，銜口有適當厚度，以保證不變形，邊緣光滑圓潤不影響舌功運用發揮。
渦流腔銜口前方是一個逐漸收擾變窄的空腔，氣流在這裡收拋匯聚，流速增加前後氣流疊加，初步形成渦流，銜口和渦流腔共同組成渦流管。
承壓伸縮頸用橡膠、乳膠等柔質彈性材料製成，套在渦流管外面並向前伸出再斜向下彎曲，其橫截面為「唇型」上下較厚，二側稍薄，根據流體力學的百努利定律可知流體流速大時側壓減小，而流速低時側壓增大。當超吹時，口腔氣流流速大側壓小(內壓小)，這時承壓伸縮頸在外界大氣壓作用下變小變窄，從而使口風氣流變「細」加急，這相當於用口勁縮小風門，吹出高八度泛音；反之在緩吹時口風氣流流速減小，而使側壓加大，此時，承壓伸縮頸在自身彈力作用下張開，從而使口腔氣流變「粗」變緩，實現「緩吹」，吹出「本音」。
風門即承壓伸縮頸的外邊緣出氣口，口腔氣流形成的渦流從這裡吹出並衝激出氣口(風門)引起振動(相當於唇肌的振動)從而形成前述的擾動波湍流。風門的形狀是「唇形」，風門要有適當大小以保證口風湍流即要「細」，又要進入吹孔以後使湍流的小渦體展開以形成一定的振輻。
笛簫吹嘴的管腔前部的承壓伸縮頸和風門稍微向下彎曲傾斜，以保證風門的口風湍流以最佳角度吹入吹孔。
第二種硬質笛簫吹嘴，其形狀構造與柔質笛簫吹嘴基本相同但沒有承壓伸縮頸，其銜口、渴流腔、風門連為一體，由硬質材料製成。試驗證明也可取得良好的吹奏效果。這是因為氣流衝出風門後，與外界空氣摩擦並受到大氣壓的橫向作用，也可形成湍流，但諧波較少，此種吹嘴的優點是加工製造簡單，適用於梆笛，短笛。
橫笛與洞簫的發音原理基本相同，但是笛子橫吹，洞簫豎吹，因此笛簫吹嘴包括笛子吹嘴和洞簫吹嘴二類。二者的區別在於尺寸稍有差異，固定方式不同。
笛簫吹嘴有一個連為一體的夾套，其作用是把笛簫吹嘴固定於笛簫管壁之外與吹孔對應的位置；並使笛簫吹嘴的風門到笛簫吹孔有一合適距離，這個距離的作用是使從風門吹出的口風湍流在進入吹孔之前展開，從而形成有一定「振輻」的中速段「湍流擾動波」，這個距離大致相當於吹奏者「下唇」的厚度。
夾套的形狀上端是連接笛簫吹嘴的支架，下面是開口的圓環，圓環的內徑略小於笛簫外徑，並有適當的厚度，從而形成一定的「夾持力」，使吹嘴及夾套可以牢固地定位於笛簫管體之外，同時夾套可以轉動調解，以使吹嘴與吹孔形成最佳角度。
夾套即可與笛簫吹嘴連為一體，也可單獨製做再連接，視材料而定。
橫笛吹嘴的夾套為橫向，洞簫吹嘴的夾套為縱向。
由於人口吹出的氣體含有二氧化碳等酸性氣體和成份複雜的有機物，所以笛簫吹嘴的製做材料應選用耐腐蝕的符合國家衛生標準的材料。如銀、銅、鋁、不鏽鋼、合金等，也可以是塑料、橡膠、乳膠，其中以乳膠為最好。
笛簫吹嘴的加工成型工藝無特殊要求，金屬材料可拉伸衝壓成型；塑料、橡膠、乳膠可採取注模、壓模、吹模等常規工藝加工成型。
由於笛簫種類繁多，他們的外形、尺寸、材料、音域、音色甚至吹奏方法都不盡相同。所以笛簫吹嘴要有不同規格，在生產加工時，與不同種類的笛簫配套的笛簫吹嘴的尺寸略有差異，要通過試驗做一些微調。
為了保護翠竹資源，同時也為了統一笛簫吹嘴的加工尺寸，便於大批量生產，也可以用塑料、金屬生產製作笛簫，從而實現與笛簫吹嘴配套生產。
本發明適用於中國橫笛、洞簫及西洋樂器的長笛、短笛。
另外，還有近幾年引起社會公眾廣泛興趣的古代樂器「籲」(音xiu此字不準，本申請人從電視節目中了解到這種新發掘的古代樂器，但字典查不到此字)「籲」形似丫梨，內為空腔，也有吹孔音孔，「虛」的吹奏方式也是直接用口吹，所以也有一個「唇功」問題，本發明笛簫吹嘴的原理也適用於「籲」和其他直接用口吹奏的管樂器。
本發明笛簫吹嘴的積極效果中國是世界上笛簫種類最豐富的國家。中國橫笛種類繁多，南方「曲笛」尺寸長而粗，音域較低，音色渾厚、圓潤、柔美；北方「梆笛」尺寸短而細，音域較高，音色清脆、高亢、嘹亮；各個兄弟民族還有多種各具特色的笛子。傳統笛子大致分為D調笛和G調笛二大類，新中國成立以後，廣大音樂工作者對傳統笛子進行了積極改革，研製了大量「調笛」，即「筒音」(最低基音)不同的分別為12個調的成套成系列的調笛，這些「調笛」集中了曲笛和梆笛的所有優點，而又克服了他們各自的不足。即可獨奏、領奏，又可合奏，在交響樂和民族器樂合奏以及戲曲伴奏中，笛子扮演著「女高音」的主要角色。
中國笛子的最突出特點是有笛膜，笛膜主要是採用天然草本植物蘆葦管腔內膜，即「葦膜」，也有廠家生產了「腸衣膜」效果亦佳。中國笛子由於有笛膜而音色清脆嘹亮，動人心魄，聽之、吹之令人魂牽夢繞，心蕩神怡。
中國笛子的另一特點是主要由竹管構成，竹管的管腔光滑堅實，竹管的多纖維多孔結構具有極佳的共鳴效果，所以音色清脆而又圓潤，柔美而又堅實。此外，也有少量金屬笛和塑料笛，音色稍差。
洞簫也是極具民族特色的樂器，但其品種比笛子要少一些。
中國橫笛和洞簫的加工工藝極為高超，中國笛簫製造技術既有開孔成型的高超工藝，又有防潮防裂、防腐的特殊處理工藝，為笛簫類樂器的高水平演奏提供了有力的物質技術保證。
西洋樂器的長笛短笛廣泛流傳於世界各國，也受到中國聽眾的喜愛。
笛簫類樂器不論在中國在世界都是深受廣大人民群眾喜愛的樂器。
使用「笛簫吹嘴」將使普通的音樂愛好者超跨過難以愈越的「唇功關」，吹奏出優美、豐滿的音色，親自體驗吹奏笛簫的美妙境界。
當然，儘管本發明解決了「唇功關」，但吹奏樂曲還需練習吹功和指功，笛簫愛好者，要想達到笛簫演奏家的水平，除了刻苦練習，別無捷徑。
但是對於普通音樂愛好者來說，以自我娛樂和群眾業餘文藝活動為目的，學會一些像「信天遊」這樣旋律優美、節奏較慢的樂曲，則是經過不太長時間的練習可以掌握的。然後再逐步練習提高。
本申請人青年時期曾是一名熱誠的笛子愛好者，有一段時間也曾越過唇功關，但是隨著老年到來，拿起笛子吹不響了，所以，才發明了「笛簫吹嘴」。可見，笛簫吹嘴對於老年笛簫愛好者更為適宜。
本發明笛簫吹嘴以嚴慮的理論分析和令人嘆服的實驗效果，有力地證明了他的不容置疑的實用性，他克服了笛簫類樂器「好聽而難吹」的缺點，有利於笛簫類樂器的廣泛普及。
以下結合附圖作進一步說明

圖1是橫笛吹嘴的一個實施例的立體示意圖。
1銜口2渦流腔3承壓伸縮頸(黑色部分表示膠套)4風門5支架6夾套7橫笛吹孔8橫笛管腔9橫笛管壁10橫笛管體(虛線)圖2是前置式橫笛吹嘴縱剖視圖(標號含意與圖1相同)圖3是後置式橫笛吹嘴縱剖視圖(標號含意與圖1相同)圖4是洞簫吹嘴的立體示意圖1銜口2渦流腔3乳膠套承壓伸縮頸4乳膠風門5洞簫吹嘴固定夾套6支架7洞簫吹孔11洞簫管體圖5哽質笛簫吹嘴(沒有膠套)1銜口2渦流腔4風門(其它部分略)
權利要求
1.一種笛簫吹嘴，其特徵是有柔質笛簫吹嘴和硬質笛簫吹嘴；柔質笛簫吹嘴內部是由硬質材料製成的渦流管，渦流管上端由銜口(1)與逐漸收攏的上寬下窄的渦流腔(2)組成，渦流管外套有一個橡膠膜或乳膠膜製成的外套，膠套的前端是上下較厚二側稍薄的稍向下彎曲的「唇形」承壓伸縮頸(3)及其邊緣風門(4)；硬質笛簫吹嘴由連為一體的硬質材料製成，進氣端為銜口(1)下方是逐漸收攏上寬下窄的並逐步向下彎曲的渦流腔(2)，渦流腔(2)的下邊緣是較薄的唇形風門(4)。
2.如權利要求1所述的笛簫吹嘴，其特徵是有連為一體的用於固定笛簫吹嘴的支架和夾套，支架可與笛簫吹嘴連為一體，也可用卡口固定，夾套為開口的適當厚度的圓環，圓環內徑稍小於相應型號笛簫的外徑。橫笛夾套為橫向，洞簫夾套為縱向。
全文摘要
一種笛簫吹嘴,笛簫類樂器好聽而難吹,本發明運用流體力學和仿生學原理,揭示了笛簫吹奏的物理原因和本質,並研製成功「笛簫吹嘴」,該吹嘴由連為一體的銜口、渦流腔、承壓伸縮頸、風門、支架、夾套構成。普通笛簫愛好者在不經過專業訓練的情況下,使用「笛簫吹嘴」也能吹奏出清脆優美豐滿的音色來,再經過一定的吹功指功練習就可以學會吹奏笛簫。因而本發明有利於笛簫類樂器的普及。
文檔編號G10D9/00GK1274145SQ99107268
公開日2000年11月22日 申請日期1999年5月13日 優先權日1999年5月13日
發明者李振東 申請人:李振東