论长笛吹口管之设计及影响

　　前言：

　　台湾在高度经济成长下，伴随著文化事业也相对蓬勃发展，而长笛更在继钢琴、小提琴之后快速的提升成为音乐界炽热的一门，从国家音乐殿堂以至国小乐队、社会青年皆有广大的喜好群众。这些皆归功于多位长笛老师们多年辛苦的耕耘、播种、提携及长笛制造工厂的大力推动，作曲家也有不少的长笛创作，以开展演奏家的曲目范畴。此正如马水龙教授所言:“自古以来"乐器、演奏者、作品"三者之间就经常保持这么一个关系:好作品常为好的演奏家而写，而好的演奏家也需借重好乐器才能有好的演出;而乐器的生命完全建立在乐曲上，一项没有乐曲可演奏的乐器是不会有人学的，某项乐器若没有好演奏家，那可能也不会有好作品。这也是Trinity(三位一体)最庄严的意义。为此，不揣浅陋将多年研究心得提出，供长笛界参考，并请先进们批评指导。

　　材料分类:

　　长笛依材料之不同，可分为如下几级:

　　A.黄铜:初级品，目前除美国几个厂牌外，己甚少采用。

　　B.白铜:初级品，一般普及型长笛所采用之材料。

　　C.银合金:中高级长笛所使用之材料，因银成份比不同，约分900银合金、925、943、958等多种，各有不同的制造厂使用。

　　D.K金:高级长笛使用的材料，有9K、14K等。

　　E.木质:木材管身，金属键体，目前已经较少使用。

　　F.混合型:因价位上之考量，有采混合不同材料之长笛。例如:银管铜键、金管银键等或是铜吹口管银吹口板，或银吹口管金吹口板等。

　　包管与无缝管之分别:

　　长笛吹口管管体之制作一般皆采如下之制作流程:

　　A.取材;向材料工厂购买设定尺寸厚度的圆管材料

　　B.束头:将圆管一端加工成锥状

　　C.抽型:在油压抽管机上抽成锥度管

　　D.切定长:在车床上切除多余长度之管结

　　E.抛光:在纺金台机器抛光，以备后续工程

　　而包管之制作流程略不同于一般作法，其制作流程如下:

　　A.取材:裁剪设定尺寸之梯形板材

　　B.包管:以手工打弯包成圆锥筒状

　　C.焊接:以高成份银焊料将接缝处焊接

　　D.整圆:将焊好之管体在模具上整圆

　　E.余之作如法一般吹口管制作

　　包管与无缝管之比较:

　　乐器制作之一个重要要求为希望管体为一均质体，即在管体上之每一单位面积，要有同一密度同一厚度如此在管体的振动传递上才能有好的效果。无缝管的作法，因直管抽成锥度管，在材料的延展方面有不平均的现象，因此在吹口管小端的厚度较厚，大端较薄，厚度差距往往在0.4mm左右，因此在音的传送及平衡上有了限制。而包管在取材时已经算定其延伸量且由锥度管抽成锥度管，所以其管体厚度均匀，密度均一，较能产生平均的管体振动。(此一材料延伸之数学模接待另章探讨)

　　在同一成份之材质，虽然在密度上一般皆认为相同，其实会有上下限，即Density max.和Density min，无缝管因制程中，有多次的退火及抽拉，以致其密度较低，其金属原子的键结力(Bond force)较弱，作成吹口管后，音的扩张性也较弱。而包管之板材，为一经高度辗压之材料，原子间之距离较近，键结力也相对提高，作成之吹口管则会有较好之音效。(材料密度之数学模式待另章探讨)

　　吹口管锥度之设计：

　　管乐吹奏时，因气流速度的增减及入气角度之偏差，两会有高音偏高，低音偏低的状况产生，唯有靠吹奏者斟酌控制，造成吹奏的难度增高。(参考流量简易公式Q=VA,Q:流量，V:流速，A:通气面积)所以在吹口管维度设计时，可加上某些高音补正。

　　一般吹口管设计大多为直锥状 ，如下附图:

　　如此之吹口管，在高音吹奏时很容易偏高，此为一般长笛之吹口管设计。为了弥补此一自然现象之发生，增加音准的可靠程度，甚少的制造家研究出一种如下之设计，可称之为阶梯状锥度，试绘如下:

　　每一小锥段皆有不同斜率之锥度，而联结成一个长锥状之吹口管。如此可因气柱容量之微量增加，而自然降低高音的音高。由于乐器制作仍甚少科学实证的工作，往往以演奏家与制作家彼此研商，一次次尝试而得之设计数据，对制造家而言是极机密数据，故没能将数据精确的标记，仅以简图图示于上。

　　长笛发声原理，乃如风吹电线的状况，产生连续性正负压的压力变化激发气簧而发声，因此入气端外型曲度与吹口孔内缘所夹角度有相当的影响，正如风吹细电线与粗电线之不同。夹角愈小，吹奏愈容易且高频愈多，夹角愈大，吹奏较费力低频较多，如此也相对影响三个八度的音色效果。夹角愈小，音色较光辉亮丽，低音则因低频较少而较少力度感，且高音则容易失控而吹成泛音或是较尖锐或薄的音色。夹角大则音色有晦暗的感觉，低音音质较浑厚，但也容易有声音挥洒不开的感觉。总之，此一因素因制造家脑海里设定的制作观念不同，而有很大的差异性，也因吹奏家对音色的喜好不同，而有很大的变异性，皆得彼此配合研究一刀刀修整，一音音尝试，如此才能有合乎吹奏家要求之吹口管产生。

　　吹口孔之影响因素，不仅仅如上所述单一因素而已，诸如吹口孔之形状长方型与椭图型之不同，也会有不同之效果，吹口孔之大小也因吹奏者气门之形状与大小不同而有不同之影响。入气缘之角度与吹口管壁之顺滑度如何。太平顺因无足够风阻，则较难成音。太不平顺则吹奏较重涡流损失(eddy loss)较多，也不利音色。回流角度也有绝对的关系，而底端切削(under cut)的高度、深度、宽度也有很大的影响。总之，一枝好的吹口管，实须多种条件的综合，始能有较佳约吹奏状况，对笔者而言，每一个单一的条件，皆是一个大课题，不是几个字可尽述，仅提供几个影响因素，让吹奏者参考，待有机会再专章叙述。

　　手工吹口管与机器制吹口管的区别:

　　在制作上只要能在吹口板上作出--个吹口孔就能吹奏。而吹奏条件大体而言，就在吹口孔制作的好坏。机器吹口管之作法，乃靠成型刀具具有单一固定的刀片角度，利用机具在吹口孔内作循环切削，以作出-一个吹口孔出来，没有办法控制入出气角度之不同及气流之顺滑程度。因此，--般而言，吹奏较重，吹奏焦点较难掌握，音的开展度不足,音色变化弧度较小，高音较难吹奏，音的反应较慢等缺点。而手工吹口管乃制造家依设定之角度需要，四方采不同角度以锉刀修整，达到要求后再焊接吹口管，之后再作最后精修，一刀刀尝试其吹奏的感觉而作成，其个人的味道浓厚，因它包含了制作者的音色感觉，音乐素养等条件，所以音乐界有句话"最好的乐器是手工制，最差的也是手工制"因制造家占了相当多主观因素。

　　结语：

　　一枝长笛的好坏，除了本身结构条件密合情况外，吹口管占了很大部份，若在结构条件、密合条件都不错的情况下，吹口管有了绝对的影响，它可以改变吹奏者的音色、音量、音的变化、弧度、反应、音准的控制．．等等，也因此这是一门活的学问，一门特殊的工艺，短短的文字叙述，仅能描绘其概略的轮廓，而其内容得经年累月的去思考，尝试试作追求。这皆不是片纸只字所能尽述，此正如 庄清霖老师的人生座右铭"学习是一辈子的事"，对演奏家如此，对制作家而言不也是如此吗?!

　　作者:汪正荣

　　Bianca 提供 2005年2月10日编辑