Первые церковные колокола, согласно легенде, появились благодаря ангелам. Современные колокола создаются инженерами в результате серьезных математических исследований. Небольшие колокола могут быть подкорректированы в процессе создания, но массивные колокола нужно изготовить так, чтобы попасть в нужное звучание сразу. Об этапах и нюансах создания колоколов мы поговорили с главным инженером по отливке колоколов для Храма Христа Спасителя, Троице-Сергиевой лавры и Сретенского монастыря Борисом Николаевичем Нюниным.
По легенде, изготовление первых церковных колоколов приписывают епископу Павлину Милостивому из Нолы, что в Кампанье. После нашествия иноплеменников-вандалов многие из его паствы томились в неволе. Как-то к нему пришла мать одного из пленников с просьбой выкупить ее сына, но денег в казне не оказалось, и епископ предложил себя в обмен на сына. Так он стал садовником зятя царя вандалов. Узнав, что его садовник ни много ни мало епископ, зять царя немедленно распорядился его отпустить. При этом он обещал исполнить любое желание Павлина Милостивого. Тот попросил отпустить всех пленников его провинции.
Христиане в его округе собирались на богослужение звуком кифар. Во сне святому Павлину явились ангелы, держащие в руках предметы, которые были похожи по форме на колокольчики и издавали при этом чудное звучание. Проснувшись, Павлин Милостивый приказал изготовить колокола, по форме напоминающие цветы. Позже их стали называть кампаны.
– Современные колокола поражают глубиной своего звучания, – рассказывает доктор технических наук Борис Нюнин. Созданное им «Общество древнерусской музыкальной культуры» отлило действующие колокола для Сретенского монастыря. Сам же Борис Николаевич был удостоен Государственной премии в области науки и техники за создание колоколов Свято-Троицкой Сергиевой Лавры.
– Начинается всё с того, что мы производим математическое моделирование профиля колокола с тем спектром звучания, какой мы хотим получить. Затем создается чертежно-конструкторская документация на основе этих расчетов и модельная оснастка. После этого наступает этап отливки. Создается форма, по которой отливается колокол, он проходит акустический контроль, и если спектр звучания не совпадает с тем, что заложено, математически определяются те зоны, которые необходимо подточить на станке изнутри для получения необходимого результата.
– Известно, что вы отлили 30-тонный колокол для Храма Христа Спасителя…
– В работе над колоколами Храма Христа Спасителя мы, прежде чем определить тот состав звона, который там присутствует, – а там минорное звучание, – определили характеристики сохранившегося 51-пудового колокола в Лавре, определили интервалы, которые в этом колоколе. Затем рассмотрели записи Константина Сараджева, знаменитого звонаря, который по слуху записал в нотном виде колокола на всех храмах Москвы.
Всего мы отлили колокола 30, 16, 8 тонн. Это была очень сложная и захватывающая задача. Судите сами, до этого мы не отливали колокола свыше трех тонн – и вдруг надо было на порядок тяжелее колокол отлить. На тот момент мы многого не знали и не умели. Руководил производством начальник литейного цеха N 2 ОАО «ЗИЛ» Михаил Машин, он разрабатывал технологию для создания тяжелых колоколов, а все, что касалось голоса кампана, делали мы. Если небольшие колокола мы все подстраиваем, то здесь надо было попасть в ожидаемое звучание сразу. Это потребовало серьезных исследований с точки зрения влияния параметров металла на звучание: какое количество олова, какое время остывания, какая температура металла, который заливается, – то есть огромное количество параметров, которые оказывают влияние на конечный результат. Ведь спектр звучания – это интегральная оценка, которая включает в себя все этапы создания колокола. И нам надо было предвидеть все эти этапы, заложить такую точность в чертеж, чтобы попасть в ноту.
– Какие этапы создания были пройдены при возрождении 72-тонного Царя-колокола, Первенца и Благовестника, в Свято-Троицкой Сергиевой Лавре?
– Начали мы с изучения сохранившихся колоколов и исторических документов, тех, что остались, например, нотных записей колоколов Ипполитова-Иванова. Но когда мы посмотрели эти записи, то обнаружили несоответствие с тем опытом, что мы имели по тяжелым колоколам. А несоответствие состояло в том, что те ноты, которые слышал Ипполитов-Иванов, не могли быть для таких тяжелых колоколов определяющими. Мы тогда пришли к выводу, что тут что-то не так с субъективным восприятием человека. Мы разработали методику, по которой оценили, что же слышит человек при звучании тяжелого колокола, как он определяет ноту этого колокола. Пригласили ведущего звонаря Большого Театра Валерия Алексеевича Диш, ныне покойного, у него был абсолютный слух, звонарей Троице-Сергиевой лавры, съездили в Ростов. Слушали колокола и одновременно записывали на свою аппаратуру. После расшифровки выяснилось: чувствительность человеческого уха разная, на разных частотах, мы плохо слышим высокие частоты и плохо низкие, но хорошо средние, то есть 500–2000 Гц. Так как тяжелые колокола издают низкочастотное звучание, октаву они определяют правильно, а ноту определяют по шкале, которая соответствует максимальной чувствительности человеческого уха. После оценки результатов этих исследований, мы смогли приступить к производству колоколов для Свято-Троицкой Сергиевой Лавры.
– По какому принципу распределяют колокола на колокольне?
– Она, как любой воздушный объем, имеет свои акустические характеристики, и если у вас оркестр не согласуется по акустике с помещением, то слышать вы его не будете. То же самое с колоколами, мы вписывали их в объем колокольни, определяли резонансные частоты. Определяли, стоит ли изменять объем и форму колокольни, в каком месте должен висеть колокол, то есть мы решали вопрос создания единого целого: колокольни и колокола как единого музыкального инструмента.
– Какие необычные открытия были сделаны в процессе работы над колоколами?
– При ударе языка колокола о его стенки происходит деформация, из-за которой воздух вокруг него начинает колебаться. Амплитуды волн таких деформаций и определяют тон, громкость и тембр звучания колокола. Мы оснастили колокол датчиками и с помощью механической руки ударяли в него и производили запись изменений колебаний корпуса колокола. Когда мы посмотрели, что показали колебания, то очень удивились. Деформации образовывали крест. Наши литейщики были крещеные, но не носили крестики. После увиденного на следующий день все пришли на работу с нательными крестами.
Заметим, что на звоннице храма Воскресения Христова и Новомучеников и исповедников Церкви Русской установлен самый старый из сохранившихся колоколов Сретенского монастыря.
С Борисом Нюниным беседовал Петр Бердыко
Не пропустите новые материалы - подписывайтесь на наш канал.
Сайт / ВКонтакте / Инстаграмм / Ютуб / Фейсбук / Телеграмм
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Колокола: от математической модели до звука.