Lakat Zoltán: Reform fuvolafej

A Magyar Kórusok, Zenekarok és Népzenei Együttesek Szövetsége – KÓTA ZeneSzó című folyóirata, 2017. (27. évfolyam) 8. szám 16-18. oldal

2014-ben tanítványom lett Horváth Tamás mérnök. Vele kezdtünk beszélgetni a fuvola lehetőségeiről, hiányosságairól. Közösen gondolkodtunk azon, hogyan lehetne javítani a fuvola hangzásán. A közös gondolkodásból közös munka lett. Tamás számítógépes programmal készítette az alkatrészek terveit és egy esztergályossal elkészíttettük a próba példányokat. Az újítások kipróbálása miatt sokat gyakoroltam és sok-sok órán keresztül használtam a hangoló gépet is. A több éves közös munkából találmány lett, amit a Nemzeti Szellemi Tulajdon Hivatala 2017. április 28-án hozott nyilvánosságra „Reform fuvolafej” címmel.Harmincegy évig játszottam a Pécsi Szimfonikus zenekarban, majd a Pannon Filharmonikusoktól mentem nyugdíjba. Szakmai pályafutásom alatt tapasztaltam a Böhm-fuvola kompromisszumait és kialakult bennem az a meggyőződés, hogy az egyenes hangoló felület nem lehet jó minden hangnak. Aktív éveim alatt ezzel nem tudtam többet foglalkozni.

Miért kell megreformálni Theobald Böhm 170 évvel ezelőtt létrehozott nagyszerű találmányát?

Az eltelt idő alatt nagyot változott a világ. A modern ipar, a computer technika és azóta kialakult akusztika tudománya új ismereteket, új anyagokat, új lehetőségeket teremtett.

Az akusztikus mérnökök korunkban vizsgálódásaik alkalmával úgy találták, hogy a csőben kialakuló állóhullámok a fuvolacső végén „kidudorodnak”. Így adják át rezgésüket a hangszertestet körülvevő levegőnek. 1948-ban a Harward Egyetem két munkatársa Levine és Schwinger, majd 1989-ben  Norris és Scheng a New Jersey Rutgers Egyetem munkatársai egymástól függetlenül meghatározták a hangok túlnyúlását. Azt találták, hogy a magas hangok kisebb, a mélyebb hangok pedig nagyobb mértékben „lógnak ki” a fuvolából.

Azt is tudják az akusztikus mérnökök, hogy a harántfuvola olyan aerofon hangszer, mely mindkét végén nyitott csőként viselkedik.

Én úgy gondolom, hogyha az állóhullámoknak szükségük van a túlnyúlásra a cső alsó végén, akkor ugyanúgy szükségük van erre a fuvola felső végén is!

Igen, de a fuvola felső vége le van zárva korona- és hangolódugóval!

Ennek ellenére biztosítani kell a hanghullámoknak itt is annyi helyet a túlnyúlásra, mint a cső alsó végén. Ezért a hangolódugónak a máig használt formáját meg kell változtatni! Az eddig használt egyenes felület nem felel meg minden hanghullámnak, hiszen láttuk, az alsó csővégen, hogy a magasabb hangok kicsit, a mélyebb hangok nagyobb mértékben nyúlnak ki.

Így csak egy süllyesztett felületű, háromdimenziós hangoló dugó tudja ellátni az eddigi feladatát és biztosítani azt a helyet minden hanghullámnak, amire szüksége van! A hanghullámok „túlnyúlásai” között többszörös mértékű különbségek is vannak, de ez csak néhány millimétert jelent a gyakorlatban.

Ezért van lehetőség arra, hogy háromdimenziós hangolódugó beépítésével dúsabb, szebb hangzást érjünk el!

Természetesen nem mindegy, milyen formájú ez a süllyesztett felület. Az elmúlt 40 évben több szabadalom született háromdimenziós hangolódugókról. Az angol, francia, amerikai, japán terveket az újdonság kutatás eredményeként ismertük meg. A legfiatalabb a 2001-ben született japán szabadalom. Lett volna idő, hogy elterjedjen, de a többi szabadalomhoz hasonlóan egyiket se ismerte meg a világ, egyiket sem gyártják.

Miért? Mert rosszabb eredményt adnak, mint az egyenes hangoló felület.

Mi is sokféle formát kipróbáltunk. A kísérletek során végig hangoló géppel ellenőriztem a hangmagasságokat, így csak olyan hangolódugókat adtunk ki tesztelésre, amik a hagyományos dugónál jobb eredményt mutattak.

A fejlesztés során felhasználtuk a modern ipar által előállított szilikon gumit, acélt, titánt, cirkóniumot stb. A hangszerépítésben régóta bevált anyagokat mi sem nélkülözhettük. Így készítettünk hangolódugót sárgaréz, ezüst, arany, ébenfa, grenadilfa, cocobolo fa és csont anyagból is. A tervezésnél számítógépes program volt segítségünkre, a gyártás során pedig számítógép vezérlésű (CNC) esztergákat is használtunk. A bonyolult alkatrészeknél igénybe vettük a 3D nyomtatást is.

Olyan rendszert alakítottunk ki, amely alkalmas a 170 éves Böhm fuvola gyökeres reformjára.

A találmány

A találmányunk a hagyományostól nagyon eltérő négy szegmensű fuvolafej.

Az új tulajdonságokat a játékosok érzik, a közönség hallja és a műszerek pedig mérik. Találmányunk pozitív tulajdonságait nem csak a tesztelőink írták le, hanem a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem hivatalos hangelemzése is igazolja a mérhető különbségeket.

Az újítás egységei

  1. Hangolódugó
  2. Koronadugó
  3. Korrekciós betét, nehezék
  4. Extra méretű fuvolafej

Hangolódugó

Speciális – háromdimenziós – kúpos felületű újítás.

Leglényegesebb része az újításunknak a hangolódugónk felülete. Ez a felület a hagyományos sík geometriájú homlokfelülettel szemben, profilos, háromdimenziós kialakítású. Létrehoztunk kis és nagykúpos, speciális felületű hangolódugókat.

A hangfrekvencia kialakulásáért a hangolófelület a felelős. A hangszín kialakításáért a hangolódugó anyaga, míg a hangerőért a hangolódugó anyagminősége, mennyisége és a felülete is felelős. Létrehoztunk egy és több anyagkomponensű hangolódugót is. A hangolódugó anyagválasztéka igen széles körű. A fémötvözeteken kívül felhasználtunk különböző faanyagokat és csontanyagokat is.

Az új hangoló- és koronadugóval ellátott fuvola, érezhetően tisztább hangminőséggel szól, mint az eredeti. A hangja ugyanannyi levegő befújásával erőteljesebb, dinamikusabb, tisztább, hajlékonyabb. Könnyebb lett a mély hangokat hangosan és a magas hangokat halkan játszani. A hangok intonációs lehetősége ugyanúgy megmaradt, de sokkal kevesebbet kell intonálni a tiszta hangok megszólaltatásához.

A nagy hangkötések és a nagy hangugrások is sokkal könnyebben szólalnak meg. Az általunk létrehozott hangolódugó a hagyományoshoz képest, nagyon markáns, jelentős változás a játékosok számára. A profi hangszeres játék felgyorsulhat, virtuózabbá válhat! A létrehozott hangolódugó választékkal – a kezdő fuvolásoktól a művészekig – mindenki igénye szerint megtalálja a számára megfelelőt.

Koronadugó

Az általunk tervezett koronadugónál már nincs szükség a csavartengelyt befogadó menetes hüvelyre. Az új cső jellegű koronadugóval sokkal jobban hallható a fuvola hang a játékos bal füle számára is. A fuvola így, már nem csak jobbra és előre sugároz hangot, hanem balra is. Nagy előnye, hogy a zenekarban játszó fuvolások számára könnyebb kontrolt ad a hang felett még tuttiban is.

Korrekciós betét, nehezék

A korrekciós betétet a hangolódugó és koronadugó közé helyezzük.

A korrekciós betéttel a fuvola anyagminőségétől függően, valamint a játékos igénye szerint a különböző anyagok kombinációjával eltérő hatásokat lehet elérni a fuvola hangban. Ehhez akár többféle, fémötvözetet is felhasználhatunk. A korrekciós betét a fuvolahang gyenge pontjait javíthatja, korrigálhatja. Ezen kívül – igény szerint – kicsit testesebb, vagy könnyedebb, esetenként színesebb hangminőséget (melegebb, vagy hidegebb hangszínt) érhetünk el.

Extra méretű fuvolafej

A fuvolafejből kikerülő parafadugó miatt, már semmi nem köti össze a hangoló- és a koronadugót. Így már nem kötelező a fuvolafejet a hagyományos méretben gyártani, lehet annál hosszabb is.

Az extra méretű fuvolafej több formában készülhet.

Az extra méretű fuvolafejet az eredeti fuvolafejre (gyors megoldásként) toldásként helyezhetjük fel. Vastag vagy vékony falú cső formájában. A toldás bármely fuvolához alkalmazható.

Az extra méretű fuvolafej úgy is készülhet, hogy a szokásosnál hosszabb méretben készítjük el a fuvolafejet.

Újításunkban, a rezonátorüreg – a nyitott jellegű koronadugóval – egyfajta erősítőként működik. Mi megnöveltük a fuvolafej hosszát, így a rezonátorüreg megnövekedésével a rezonáns erősítő hatás is megnőtt.

Az extra méretű fuvolafej előnyös hatását a fenti újításokkal együtt lehet teljesen kihasználni.


A teszteléshez egy Yamaha 511 típusú, zárt billentyűs, C-lábas, 800 ezrelékes tisztaságú ezüstből készült fuvolát és egy Trevor James Cantabile 925 ezrelékes ezüst fejű fuvolát használtunk fel.

A Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem hivatalos hangelemzése kimutatta, hogy minden új hangolódugóval gyorsabban indulnak a hangok, 3–6 dB-lel nagyobb hangerő érhető el és nagyobb a játszott hangok felhangtartalma, ettől dúsabban szól a fuvola.

Egy részlet a szakértői jelentésből:

„A reformfejek és a hagyományos fej között a F#1 hang esetében figyelhető meg a legnagyobb különbség. A hagyományos fejjel piano dinamika mellett jóval lassabb a hang megszólalása, mint a reformfejekkel. A hangok indításának gyorsasága mellett még az egyes felharmonikusok megjelenésének sorrendje is változhat a különböző fejek és hangoló dugók esetében. Például a forte dinamikával játszott F#1 hangnál megfigyelhető, hogy az acél, csont és ezüst dugó esetében az alaphang mellett a harmadik felhang (tiszta kvint) alakul ki a leggyorsabban, míg a cocobolo és a titán dugónál az oktáv előbb jelenik meg, mint a kvint. A hagyományos hangoló dugóval pedig az oktáv és a kvint nagyjából egyszerre épülnek fel.”

 

Találmányunkkal minden Böhm-fuvolát át lehet építeni. A négy megújított szegmens külön-külön is felhasználható, így tanuló fuvolákban elég csak – a legfontosabb alkatrészt – a hangolódugót beépíteni. Átméretezés után, az új alkatrészeket le lehet gyártani bármely méretű fuvolához a piccolótól a basszus fuvoláig terjedően.

Az újításunk segítségével, a fuvola dúsabb, szebb, színesebb, sokoldalúbb hangzást kap. A nóvumok beépítése után a fuvolajátékos gyakorlatilag egy jobb minőségű, rezonánsabb hangszert tart a kezében, amivel még a hangszeres játék is könnyebbé válik. Egy tesztelő fuvolaművészt idézve: „Kevesebbet kell a fuvolával dolgozni és még szebb is a hangja!”