Колокол

Колокол - ударный музыкальный и сигнальный инструмент, состоящий из полого купола (источника звука) и подвешенного по оси купола языка, возбуждающего звук при ударе о купол. Колокол может висеть или быть закрепленным на качающемся основании краями купола вверх; в зависимости от конструкции звук возбуждается качанием либо купола (точнее, основания, на котором он закреплён), либо языка. В Западной Европе чаще раскачивают купол, в России — язык, что позволяет создавать чрезвычайно большие колокола («Царь-колокол»). Известны также колокола без языка, по которым бьют снаружи металлической или деревянной колотушкой. Обычно колокола делают из так называемой колокольной бронзы, реже из железа, чугуна, серебра, камня, терракоты и даже из стекла.
 

Проектирование 

Работа мастера над будущим колоколом начинается с расчетов и построения чертежа его профиля. От решения этой первоначальной задачи будут зависеть голос, прочность и внешний вид колокола. Обычно заказчик определяет массу нужного ему колокола, но иногда задается и его основной тон. То и другое зависит от определенного соотношения размеров всех частей формы колокола. Главные параметры — это нижний диаметр, высота и толщина стенки, причем стенки колокола постепенно утоньшаются соответственно диаметру, идя снизу вверх.

Вариантов построения формы колокола множество, есть т. н. «немецкий» профиль, «французский» , «английский» , «русский» , — но принцип всегда один: все части формы рассчитываются по единому модулю и должны быть ему кратны. Величина модуля задается толщиной стенки в месте удара, т. е. в наиболее утолщенной части, которую русские мастера назвали «бой» . Рассчитывается бой в зависимости от массы и тона будущего колокола по специальным таблицам. Далее по осевой линии стенки колокола строятся линии внутреннего и наружного профиля. Вся система пропорций основана на свойствах логарифмической спирали.

От соотношения толщины боя к диаметру колокола зависит и его прочность. В старинных колоколах (до XV в. ) это соотношение было равно 1:12 и 1:13; у русских колоколов XIX в. — 1:15. Чем тоньше стенки колокол а, тем ниже его основной тон и пластичнее звук.

Итак, прочность и красоту звучания колокола определяет соотношение трех основных параметров: диаметра, высоты и толщины стенок. При этом существующий, выверенный многовековой практикой метод не дает точно рассчитанного способа определения верхнего диаметра колокола. В итоге каждый мастер имеет свой собственный, хранимый в тайне профиль колокола, хотя все мы пользуемся единым принципом его построения. 

Когда чертеж будущего колокола готов, по нему изготавливаются два лекала: для внутреннего профиля колокола и для наружного. Далее начинается создание объемной формы колокола из кирпича и глины.

Литература

1. Википедия
2. Тайны отлива колоколов Колокола на ярославской земле
3. История металлургии: колокол - голос средневековья
4. Критерии качества колоколов