回転する気琴
渦巻くチューブ
渦巻き管サンプル
回転する管で演奏される3つの音符
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ワーリーチューブ、コルガフォン、ブルーグル共鳴器は、 1960年代から1970年代にかけてフリーカとしても販売されていた実験的な楽器で、両端が開いていて一端（ベル）が広くなっていることもある波形（リブ付き）プラスチックチューブまたはホース（中空の柔軟な円筒）で構成され、細い方の端を回転させて演奏します。長さは数フィート、幅は数インチ程度です。このおもちゃを速く振るほど、生成される音のピッチが高くなり、バルブのない金管楽器が異なる振動モードを生成するのと同様に、おおよそ倍音列に属する離散的な音が生成されます。ただし、基本波と第二倍音に対応する第1モードと第2モードは、励起するのが難しいと報告されています。[ 1 ]コンサートで演奏するには、チューブの長さを調整してチューニングする必要があります。

ロデリック・ナイト[ 2 ]が提唱した改良ホルンボステル・ザックス管楽器体系によれば、この楽器は「A21.31」（回転式）と「A21.32」（吹奏式）と番号付けされ、「乱流によって倍音を生み出す波形またはリブ付きの管」と説明されている。気鳴楽器であるにもかかわらず、通常はチェーン、クラッパー、サンダーシートなどの「音響効果」楽器の打楽器セクションに含まれます。

音

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波形チューブが回転すると、外側が速く動く

ホプキンは、回転コルガホーン1台で3つまたは4つの異なる音程を出せると述べている。[ 3 ]クロフォードは、回転しながら2倍音から7倍音まで出せるが、7倍音を出すには「大変な努力」が必要だと述べている。[ 4 ]ホプキンは、コルガホーンについて、「適切な長さと直径の管を使用すれば、音域は倍音列のかなり上まで広がり、使用可能な音は互いに近くなり、練習すればかなりメロディアスに演奏できる」と述べている。[ 5 ]実際、各発音モードは（特定の速度ではなく）さまざまな速度で鳴らされるため、倍音を飛ばすことは難しい。倍音を飛ばすには、速度を徐々に変化させるのではなく、急激に変化させる必要があるからだ。ただし、コルガホーンでは、舌と喉を使って空気の流れを遮断すれば、倍音を飛ばすことは簡単にできる。[ 4 ]多くの販売オファーでは、この管は最大5つの異なる音（おそらくラッパ音階：倍音2、3、4、5、6に近い）を生成すると説明されています。遊ぶⓘ）、そしてより高いモードも可能かもしれないが、努力すれば[ 6 ] 15 と 16のような不協和な。波形管のモードは通常、同じ長さと直径の波形でない管のモードよりも低く、「渦巻き管の可聴振動は、空気流の速度が特定の最小値を超えた場合にのみ現れ、その場合、基本波またはより低い倍音が鳴らない可能性がある。」 [ 7 ]渦巻き管によって生成される音の音色は、フーリエ解析によると「ほぼすべて基本波」である（正弦波に似ている）。 [ 7 ]数フィートを超える長い管は、一方の端を管の中央付近に持って渦巻き状に回したり、車の窓から持ち出したりすることができる。

1973年にFSクロフォードが提唱した、管を回転させたときに発生する音を記述する式は、波形を通過する空気が、「レコレコ」のような、規則的な間隔で溝が刻まれた表面を棒でこする楽器に似た音を発生させるはずであると提唱している。これが以下の式の根拠となる。しかし、この暫定的なモデルは実験的に実証されておらず、音響学における音響管理論によって裏付けられてもいない。[ 4 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]それどころか、波形管における音響発生に関する現在の理論は、クロフォード（1973）の仮説を否定している。

頻度 ＝ 隆起 秒 ＝ 隆起 インチ × （ 空気流速  インチ 秒 ） {\displaystyle {\text{周波数}}={\frac {\text{バンプ}}{\text{秒}}}={\frac {\text{バンプ}}{\text{インチ}}}\times \left({\text{空気流速 in }}{\frac {\text{インチ}}{\text{秒}}}\right)} [ 7 ]
流速 ＝ cm 秒 ＝ cm バンプ × バンプ 秒 ＝ 波形距離 × バンプ頻度 {\displaystyle {\begin{aligned}{}\\[1pt]{\text{流速}}&={\frac {\text{cm}}{\text{秒}}}={\frac {\text{cm}}{\text{バンプ}}}\times {\frac {\text{バンプ}}{\text{秒}}}\\[6pt]&={\text{波状距離}}\times {\text{バンプ頻度}}\end{aligned}}} [ 4 ]

したがって、チューブの振動が速いほど、または波形が密集しているほど、生成される音のピッチは高くなります。

管の動く端と手で持つ固定端の間の速度差により、空気圧に差が生じます。固定端の圧力が高く、動く端の圧力が低くなります。この差によって空気が管を通って引っ張られ、回転速度に応じて空気の速度が変化します（音色が変化します）。音の高さ、大きさ、音色は、管の長さと直径、各隆起間の距離、そして管の回転速度によって決まります。回転速度によって空気が管内を速くまたは遅く移動し、音色が段階的に変化します。... [波形管だけが歌う] 空気が最初に1つの隆起を越え、次に2番目の隆起を越えると、渦巻き状に回転します。空気が管内を速く流れるほど、渦によって生成される音の周波数が高くなります。渦の周波数が管の自然共振周波数（倍音）の1つと一致すると、音は増幅されます。 [ 6 ]

ベルヌーイの原理によれば、速度が増加すると圧力は減少するため、高圧の空気が管内を上昇し、より高速に回転する管の外側の端にある低圧の空気を満たすため、空気は静止した管の内側の端に吸い込まれる。[ 11 ]

特性速度はパイプUを通る平均流量であり、特性長さは波形部間隔nLの倍数でなければならない。ここでnは整数、Lは波形部間の距離である。低速では、不安定な内部流れはフィードバックループを形成するために複数の波形部を通過する必要がある。速度が増加すると、より少ない波形部でループを形成できる。ストローハル数は

S t ＝ f n n L あなた {\displaystyle \mathrm {St} ={\frac {f_{n}nL}{U}}}

スケーリング係数として使用されました。このホイッスルのユニークな点は、内部の流れが不安定な渦を下流に運び、帰還するフィードバック信号を上流に運ぶことです。[要出典]

使用

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渦巻きのアンサンブルは、鮮やかで澄んだ音程の驚くべき音楽パターンを生み出します。時には忘れられないほど美しく、時にはドラマチックに、時には柔らかく、時には力強く力強く、しかし常に感動的で考えさせられるものです。

— ノーザンテリトリーニュース、1984年12月[ 7 ]

1960年代後半のニューヨークでは、波型のプラスチックチューブを回転させる楽器が「フリーカ」という名前で、街頭販売で瞬く間に文化現象となり、1970年のニューヨーカー誌にも取り上げられている。[ 12 ]これは、ピーター・ブルックスが1970年代初頭にシェイクスピアの『真夏の夜の夢』の演出で使用した。[ 13 ]これはピーター・シッケル、フランク・ティケリ、ポール・サイモン、メイシー・グレイ、ロック・ローモンド、[要出典]、イヤーブック委員会など多くのアーティストによって使用されている。[要出典]ブレット・ディーンの『モーメンツ・オブ・ブリス』（2004年）[ 14 ]や、2011年にはザ・カデッツ・ドラム・アンド・ビューグル・コーによって演奏された。ドナルド・ソシンのフルート、ヴィブラフォン、そして15のチューニングされたフリーカのための「137 Ridges」（1971年）はミシガン大学で演奏された。ピーター・シッケルのコミカルなPDQバッハ作品、例えば『エロティカ変奏曲第4番』（1979年）[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] 『ミサ・ヒラリアス』（1975年）[ 18 ] 、 『シェパード・オン・ザ・ロックス・ウィズ・ア・ツイスト』（1967年）にも使用されている。[ 18 ]シッケレはこれを「ラソ・ダモーレ」 （オーボエ・ダモーレをもじって）と呼び、この楽器の進化について冗談めいた説明をしている。「 18世紀のウィーンのカウボーイは、投げ縄を頭上で非常に速いスピードで回し、音楽的な音程を生み出した。この発展を可能にした改良によって、投げ縄は牛を捕獲するのには役に立たなくなった。」[ 15 ] [ 19 ]

デイヴィッド・コープは1972年にキュガフォンについて論じ、1997年にはそれを、トランペットのマウスピースに3/8インチ口径の長いプラスチック管を取り付けた楽器 で、もう一方の端にはキッチン用漏斗（通常は手に持つ）がベルとして機能し、漏斗の方向を変えたり、漏斗に圧力をかけたり、漏斗を頭の周りで振り回してドップラー効果を発生させたりすることで音を調節できると説明している。[ 20 ]このバージョンの楽器では、コルゲーションではなく金管楽器のアンブシュア技術が必要となる。1997年までにはキュガフォンのアンサンブルが存在していた。[ 21 ]

発明者は不明だが、バート・ホプキンは、カリフォルニア大学バークレー校物理学部の故フランク・クロフォードが「このアイデアを考案し、その根底にある音響を研究した」としている[ 5 ]。また、クロフォードは1973年に別の教授が「1、2年前、全国の玩具店に現れた」おもちゃを教えてくれたとしており、ブランド名または商標名は「Whirl-A-Sound」、「Freeka」、「The Hummer」で、最後のものはカリフォルニア州ロサンゼルスのWJ Seidler Co. が製造した[ 4 ]。クロフォードは、コルガホーンとして知られる、このような波形ホースの十分小さな例を吹いて演奏する方法を発明した。[ 22 ]これには、おもちゃとして一般的に販売されているものよりも小さい直径のチューブが必要です（直径1インチは大きすぎますが、0.5インチは大きすぎません）。[ 4 ]ホプキンは、広く入手可能なサイズの中で最も遊びやすい3/8インチのガスヒーターホースを推奨しています。[ 5 ]クロフォードは、「逆ゴミ箱式水ピストン」で操作するバージョンを発明し、「ウォーターパイプ」と名付けました。これにより、彼は簡単に第11倍音に到達できました。[ 4 ]

参照

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参考文献

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  1. ^ スプロット、ジュリアン・クリントン (2006).『物理学デモンストレーション：物理学教師のための情報源』第1巻、p.158. 「コルガフォン、ブルーグル共鳴器、またはハマーと呼ばれる波形プラスチックチューブを頭上で回転させると、様々な口笛のような音を出すことができます。これらの周波数は、回転速度に応じて個別に優先的に励起されるオルガンパイプの基本モードの倍音です。基本波や第2倍音を励起するのは困難ですが、高次の倍音は容易に励起されます。」 ISBN 9780299215804。
  2. ^ ナイト、ロデリック (2017). 「ホルンボステル＝ザックスのナイト改訂版：楽器分類の新たな視点」(PDF) .
  3. ^ ホプキン、バート (2009).『子どもと楽器を作る』、ページ番号なし。シャープ参照。ISBN 9781937276027。
  4. ^ a b c d e f g Crawford, Frank S. (1974). " Singing Corrugated Pipes ", AJP , Volume 42, pp. 278–81, Physics.umd.edu . 「両端が開いた波形管に空気が流れると、流速と管の長さに応じた音程が鳴ります。この音程は管の自然倍音です。」
  5. ^ a b c ホプキン、バート (1996). 『楽器デザイン：楽器製作のための実用情報』、ページ番号なし。シャープ参照。ISBN 9781884365836。
  6. ^ a b 「サウンドホース」、SteveSpanglerScience.com。
  7. ^ a b c d Crawford, Frank (1989). 「コルガホーンとは何か？」Experimental Musical Instruments , Volume 5, pp. 14–9. 特徴の説明とイラスト。
  8. ^ Fletcher, NH (1976年10月). 「オルガンのフルーパイプによる音響生成」 .アメリカ音響学会誌. 60 (4): 926– 936. Bibcode : 1976ASAJ...60..926F . doi : 10.1121/1.381174 . hdl : 1885/212555 . ISSN 0001-4966 . 
  9. ^ Popescu, Mihaela; Johansen, Stein Tore; Shyy, Wei (2011年7月). 「波形パイプにおける流体誘起音響」 . Communications in Computational Physics . 10 (1): 120– 139. Bibcode : 2011CCoPh..10..120P . doi : 10.4208/cicp.301209.230710a . ISSN 1815-2406 . 
  10. ^ Nakiboğlu, G.; Belfroid, SPC; Golliard, J.; Hirschberg, A. (2011年4月). 「コルゲート管の笛吹き音について：管長と流れプロファイルの影響」 . Journal of Fluid Mechanics . 672 : 78–108 . Bibcode : 2011JFM...672...78N . doi : 10.1017/S0022112010005884 . ISSN 1469-7645 . S2CID 122667935 .  
  11. ^ 「 Whirly Tubes」、 ScienceWorld.ca。
  12. ^ 「フリー・カ」ロバート・マクミラン著、ニューヨーカー誌、1970年7月11日、20ページ
  13. ^ バーバラ・ホッジドン、166ページ、「シェイクスピア、記憶、そしてパフォーマンス」、ピーター・ホランド編
  14. ^ Morris, Craig (2009年8月7日). 「 Whirly Tubes and Bloogles」, LivMusic.com .2016年8月29日アーカイブ, Wayback Machine
  15. ^ a b シッケル、ピーター (1976). 『PDQバッハ伝記』ニューヨーク: ランダムハウス. p. ページなし. ISBN 9780394465364。
  16. ^ 「 The Intimate PDQ Bach」、 Schickele.com。
  17. ^ 「バッハ：エロティカ変奏曲、禁止された楽器とピアノのための」 PrestoClassical.co.UK。
  18. ^ a b リッカーズ、スティーブン（2008年）『20世紀カウンターテナー・レパートリー：ガイド』メリーランド州ランハム：ロウマン＆リトルフィールド、pp.  273–4 . ISBN 9780810861039。
  19. ^ シッケル、ピーター。「禁止楽器とピアノのための『エロティカ』変奏曲、S. 36EE」 The Intimate PDQ Bach、Vanguard、LP、VSD 79335、1974年。この録音で、シッケルはさらに自分たちが18世紀のウィーンのカウボーイであると主張しており、これは彼らが冬の乗馬学校で演奏していた可能性が高いことを意味する。
  20. ^ コープ、デイヴィッド（1997年）『現代作曲家の技法』 p.146、シルマー社、 ISBN 0-02-864737-8. 引用：コープ、デイヴィッド（1972）『余白』ニューヨーク：カール・フィッシャー。
  21. ^ コープ（1997）、148ページ。
  22. ^ サンダース、ロバート (2003). 「泡箱、超新星、補償光学の研究をしていた物理学者フランク・クロフォード氏が79歳で死去」 Berkeley.edu .

さらに読む

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  • Nakiboğlu G、Rudenko O、Hirschberg A.「振動するコルゲートチューブの空力音響学：ドラゴンの声」J Acoust Soc Am. 31、749–765、2012。
  • Rajavel, B.、Prasad, MG「ラージエディシミュレーション（LES）を使用したコルゲートチューブの音響に関するパラメトリックスタディ」、Noise Control Engineering Journal、62(4)、2014年。
  • Lisa R.、Taylor、ME、「波形チューブの音響特性に関する実験的研究」、騒音および振動制御研究所、スティーブンス工科大学、論文 1994 年。
  • (1974). 「コルガホーンサイエンティフィック・アメリカン 第230巻」. マン＆カンパニー.
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