基本信息
- 项目名称：
- 新式调音竹笛
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 数理
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本作品是一种新式的调音竹笛，主要通过加设调音孔与调整笛塞来达到大幅度音准调节的功效。新式调音竹笛在笛身内部凸出的内铜套管上开设一个椭圆形的调音孔来进行调低，然后在吹孔旁侧再开设一个直径约1CM的小圆孔作为调高的音孔。由于笛头、笛身均镶有内外的铜套，笛脑铜套的插口处是与笛头、笛身紧密结合的，使整个笛身、笛头，笛脑伸缩套处于一个完整、密封的套管内，这样就保证了笛脑可以在一个完整密封的套管内随意调动来保证八度音的准确，并且低音调节孔、高音调节孔的开设可以使竹笛的音准达到既能调高又能调低之功效。与传统套节调音笛相比，新式调音竹笛在音准调整的幅度、稳定性、制作工艺等方面均取得了突破。
- 详细介绍：
- 一种新式调音竹笛，其科学性体现在： ①弥补了传统套节调音竹笛八度音程关系不能调整的缺陷。竹笛调整八度音程关系需要移动笛脑，但是传统套节调音竹笛的笛脑一般在制作完工以后就被封死以防漏气，如果进行调整，不但极不方便而且还会造成漏气、乐器破裂的后果，而新式调音竹笛移动笛脑的设置可以完全应付平时调整音程八度关系的需要，并且方便、快捷，操作性能较高。 ②提高了套节调音竹笛的音准调整幅度。传统套节调音竹笛在加装套节以后，仍然不能解决音准调高的问题，对演奏者在天气寒冷的野外、广场演出造成了一定的麻烦，新式调音竹笛在吹奏孔旁开设一个高音调节孔，当笛子需要调高音的时候，将笛身拉长，随着笛身长度的增加，高音调音孔露出的缝隙就越来越大，笛子的音就会越来越高，反之，高音调音孔露出的缝隙越来越小，笛子的音就会越来越低，当把高音调节孔完全闭合的情况下，笛子就处于正常的音高状态。 ③增强了套节竹笛音准调整的稳定性。传统套节竹笛的调低是通过改变套节管长来达到的，但是管长的改变势必使乐器的长度产生变化，八度音程易于不准，就是演奏中最为常见的高音偏低，低音偏高的问题，新式调音竹笛通过在伸出的笛身内钢套开设低音调节孔从而使这一问题得到很好的解决，由于笛子音准的调低是通过吹奏孔与低音调节孔之间的移动来实现的，乐器的长度并没有产生变化，再加上笛脑伸缩套的微调，从而使笛子的八度和音程的准确性得到保证。 其先进性体现在：国内民族管乐器的调音改革较之琵琶、二胡等弹拨、拉弦乐器起步较晚，已有的传统套节调音竹笛由于在音准调整上易于受表演环境影响，其音准调节的稳定性、幅度都受到一定的局限。国内也有部分科研机构及院校对其进行过相关的研究，但都没有实现产品化，并且有些产品生产成本较高，再加之音准调整的幅度、准确度都有所欠缺，不易于批量生产。较之传统套节调音竹笛及部分改革调音竹笛，新式调音竹笛在音准调整的幅度、准确度都达到了一个较为理想的境界，且一期产品已在杭州天韵乐器厂销售，售后评价较高。再加之构造简单，制造成本低廉，在产品的竞争力上具有很大的优势。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 中国竹笛，已有几千年的发展历史。近年来，随着竹笛应用的场所越来越广，一个突出的问题显现出来，那就是竹笛的音准调节问题。就目前我们所处的演奏条件来说，环境温度在一年四季中有着约从摄氏0-30度的不同变化，也就是说以摄氏15度为中心点，四季环境演奏条件温度有着正负15度的变化，相当于一个小二度的变化。这对一个专业音乐工作者来说是难于忍受的，为了使竹笛避免环境气温变化给音准带来的影响，提高竹笛音准调节的质量与加大竹笛整体音高微调的幅度，正是本作品设计与发明的目的。 思路：从现有的音乐声学知识我们可知，民族管乐器的频率同乐器管长，管口校正量成反比，同声音速度（包括温度变化）成正比，如何在管长、管口校正量、声速没有变化的情况下使乐器本身的整体音高有较大幅度的变化，是新式调音竹笛研究的思路之一。传统套节在调音上具有许多局限，如整体调低的情况下容易使八度音程不准，而在演奏环境温度较低的情况下，调高较难。因此如何弥补这些不足是新式调音竹笛设计的思路之二。 创新点、技术关键和主要的技术指标： 1、在摄氏0-30度的环境温差下音准稳定性高，经过改进后的调音竹笛并不改变乐器管长。因为乐器管长的变化会直接影响到八度音程关系。 2、音准调整幅度增大。新式调音竹笛大幅度的音准调整幅度能让演奏员在温度较高与较低的演奏环境下方便、快捷的进行调音转换，且调音后的乐器音准稳定性较强，准确度较高。 3、新式调音竹笛的制作工艺极为简单，也便于维修与拆装清洗。
科学性、先进性
- 科学性：①弥补了传统套节调音笛八度音程关系不能调整的缺陷。新式调音笛移动笛脑的设置可完全应付平时调整八度音程关系的需要，并且快捷，操作性能较高。②提高了套节调音竹笛的音准调整幅度。传统套节调音竹笛在加装套节以后，仍然不能解决音准调高的问题，对演奏者在天气寒冷的野外、广场演出造成了一定的麻烦，新式调音竹笛在吹奏孔旁开设一个高音调节孔来弥补这一不足。③增强了套节竹笛音准调整的稳定性。传统套节竹笛的调低是通过改变管长来达到的，但调音后的音程稳定性较差，新式调音笛通过吹奏孔与高、低音调节孔、笛脑伸缩套三者之间的微调，使笛子音程的稳定性得到保证。 先进性：国内民族管乐器的调音改革较之其它乐器起步晚，部分科研机构及院校对其进行过相关的研究，但都没实现产品化，新式调音竹笛在音准调整的幅度、准确度都达到了一个较为理想的境界，再加之构造简单，制造成本低廉，在产品的竞争力上具有很大的优势。 参考文献：张国旺《竹笛音准调节改革》，《黄梅戏艺术》2001（3）
获奖情况及鉴定结果
- 2009年6月在合肥获得由安徽团省委、科学技术协会、安徽省教育厅、安徽省学联主办的第三届大学生合锻集团“挑战杯”课外学术科技作品竞赛特等奖。
作品所处阶段
- 生产阶段
技术转让方式
- 专利技术转让或者技术合作
作品可展示的形式
- 实物、产品，图片，图纸，现场演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 新式调音竹笛，包括笛头、笛身、笛头内外套管、吹奏孔、笛脑伸缩套、高、低音调节孔。将音高调节孔稍微旋转，孔露出的缝隙越大，笛子的音就会越高，反之则越低，当把高音调节孔完全闭合的情况下，笛子就处于正常的音高状态；当乐器需要调低的时候，将高音调节孔闭合，旋转低音调音孔进行调低，当低音调音孔与吹孔闭合的缝隙越小音就低，反之则高。如果八度音程偏高或偏低，便往上或下旋转安装在笛头的笛脑伸缩套来进行调整。 优势： ①竹笛八度音程关系调整方便、快捷、准确。 ②整体音高既可以调高也可以调低。 ③乐器整体调音后的音准稳定性更高。 该作品适用于普通高校、中小学、歌舞剧院竹笛演奏员使用，一期产品已经公开销售并取得较好的业绩，由于新式调音竹笛较好地解决了不同温差下民族管乐器的调音问题，且制作成本低廉，易于普及生产，具有广阔的市场前景，与同类产品相比，竞争力强，取得经济效益显而易见。
同类课题研究水平概述
- 中国竹笛在演奏当中由于自身材质关系具有不可弥补的音准缺陷，其音高受温度影响极大，气温高整体音则偏高，气温低整体音则偏低，以曲笛为例，其筒音在15℃标准音小字一组的a为440赫兹，那么当温度升至25℃时，其音高频率就要增至447.87赫兹。这么明显的音分变化，对于一个专业音乐工作者来说是难于忍受的。为了弥补这一缺陷，武汉音乐学院的孔建华教授首先对传统竹笛进行改革，在借鉴西洋长笛的调音技术基础之上，研制出套节调音笛，该竹笛分为两节，在笛头与笛身分别安装内外套铜，由于笛身上的凸出内铜套与笛头的内铜套完全是密封的，所以可有效地通过管长的改变来调整音高。套节调音竹笛的问世在一定程度上弥补了竹笛音准调整的不足，但是也带来一系列的问题，主要存在着有以下三点： 首先，高低八度差异较大，竹笛各音孔的灵敏程度会因为铜套的拉进与推出有所降低。其次，传统套节调音笛从律学的角度来看，是通过改变气柱长度来改变音高关系的，管长的改变确实能够使竹笛的音高发生变化，但是却会造成竹笛内部长度也发生变化，从而使高低八度受到影响。如果乐器没有出厂，还可以通过调整笛塞来弥补，但是成品竹笛，笛塞已封死，再行调整便会造成漏气。最后，音准调整幅度有一定的局限，并不能完全适应高低温差给乐器音准所带来的变化。也就是套节笛只能调低，不能调高，最高也只能恢复到乐器安装套节之前的那个音准高度。 九十年代以来，以赵松庭为代表的老一辈竹笛演奏家对中国竹笛的音准调节改革就做了不少积极的探索，这些探索主要是通过原材料的改变或者改变笛管内膛的形状来达到稳定音高和作较大幅度的音调调节之功效。这在一定程度上解决了传统竹笛由于受到温度变化影响而不利于在统一律制的民族乐队合奏的难题。不足之处有二： 1、虽然避免了调低在八度关系所出现的误差，但是竹笛在套节插到底的时候仍然不能调高，依然不能满足在温度较低的广场、野外演出之需要。 2、笛管内膛尺寸加工难于把握，过于复杂的内膛加工程序是竹笛制作难于逾越的鸿沟。从另外一个角度来看，原材料的改变也容易使竹笛的声学性能发生变化，试想如果中国竹笛改革变成中国式长笛，那也是失败的。 与上述的改革调音笛相比，本课题组研制的新式调音竹笛通过移动笛塞与音高微调孔的设置来弥补这些不足，不但构造简单、易于普及，并且音准微调的准确性与稳定性也有大幅度的提高，有望在市场上取得不错的销售业绩。
