Лесная поляна

Данный материал не претендует на полноту освещения вопроса, его задача - изложение основ в доступной форме.

Фортепиано настраиваются равномерно-темперированным строем (с небольшими отклонениями, о которых будет сказано ниже). Это значит, что каждая нота выше следующей в 2^(1/12) - в корень двенадцатой степени из двух раз (переход на октаву означает увеличение частоты в 2 раза, а в октаве 12 звуков). В определённом смысле это самый простой и логичный вариант. Вероятно одна из главных причин, по которой в далёком прошлом инструменты настраивались по-другому в том, что тогда не знали, как достичь равномерной темперации. Другая причина - при равномерной темперации чисто звучат только октавы, в остальных интервалах слышны биения (пульсация громкости, возникающая если звуки имеют близкие частоты). Услышать эти биения можно только обладая очень хорошим слухом, но они есть. Причина их появления кроется в следующем. Колебания струны (далее речь идёт о идеальной модели, поведение реальных струн немного иное, об этом будет сказано ниже), можно представить в виде суммы бесконечного числа синусоидальных колебаний, частоты которых кратны частоте основного тона струны. То есть при частоте основного тона (иначе называемого нулевым обертоном) f будут также присутствовать обертоны с частотами 2f, 3f, 4f... (например в звуке ноты ля первой отктавы, частота основного тона которой составляет 440 Гц, будут также присутствовать обертоны с частотами 880 Гц, 1320 Гц, 1760 Гц и т.д.). При настройке октавы наиболее сильные биения будут возникать между основным тоном верхнего звука и первым обертоном нижнего. Но, поскольку изменению звука на октаву соответствует изменение частоты в два раза, и частота первого обертона в два раза выше частоты основного тона, правильно настроенная октава звучит чисто - частота первого обертона нижнего звука равна частоте основного тона верхнего звука (например если одновременно звучат ля малой октавы (частота основного тона 220 Гц, значит частота первого обертона 440 герц) и ля первой октавы (частота основного тона 440 Гц), то биения слышны не будут - и там, и там 440 Гц). С другими интервалами дело обстоит немного сложнее - почти совпадающие частоты будут у обертонов более высоких порядков. Например рассмотрим кварту ля малой октавы - ре первой октавы. Частота основного тона ноты ля малой октавы 220 Гц. Нота ре первой октавы выше на пять полутонов, т.е. частота её основного тона равняется 220 * (2^(1/12))^5 (т.к. частота звука каждой ноты выше, чем предыдущей в корень двенадцатой степени из двух раз), что примерно равно 293.665 Гц. Частоты обертонов для ля малой октавы: 220 Гц, 440 Гц, 660 Гц, 880 Гц... Частоты обертонов (примерно) для ре первой октавы: 293.665 Гц, 587.330 Гц, 880.995 Гц... Видно, что частота третьего обертона ля малой октавы (880 Гц) примерно равна частоте второго обертона ре первой октавы (880.995 Гц), разница составляет около 1 Гц, из-за чего при звучании этих двух нот возникнут биения с частотой примерно 1 Гц, то есть интервал будет звучать не совсем чисто (впрочем, эти биения услышит далеко не каждый даже в идеальных условиях). Настроить чисто все интервалы невозможно, большая чистота одних интервалов может быть достигнута лишь за счёт меньшей чистоты других (так делали до изобретения равномерной темперации).

Однако поведение реальных струн несколько отличается от описанной модели, причиной является негармоничность струн. У реальных струн частоты обертонов выше, в результате при настройке верхние ноты несколько завышаются, а нижние занижаются. Причём степень несоответствия рассчитаным (исходя из того, что каждая нота выше предыдущей в 2^(1/12) раз) значениям отличается для разных инструментов (в частности, для роялей отклонение как правило меньше).

Конструкция:
Фу́тор — основной опорный узел фортепиано, наряду с чугунной рамой несущий нагрузку натяжения всех струн. Массивная деревянная рама футора служит основой для крепления деталей и узлов корпуса. Чугу́нная ра́ма фортепиано (17) — это цельная чугунная отливка сложного решетчатого строения с продольными и поперечными связями, укреплённая внутри деревянного корпуса инструмента и предназначенная для того, чтобы принимать на себя совокупное натяжение струн (16). В передней части рама имеет порожки или особые винты аграфы, служащие для ограничения длины звучащих участков струн. В задней части рамы вбиты стальные колки, или задние штифты, за которые струны зацепляются ушками или петлями. Агра́ф (18) — латунный винт сложной формы с отверстиями и порожками, предназначенный для фиксации положения и обеспечения качественной отсечки струн хора. Форба́ум — деталь лицевой части корпуса рояля, закрывающий спереди чугунную раму и вирбельбанк. Вирбельба́нк (20) — многослойная деревянная доска с отверстиями, в которые запрессованы вирбели, натягивающие струны рояля (со временем дерево перестаёт плотно охватывать вирбели, и происходит расстройка фортепиано). Фускле́ц — опорный брус для крепления ножки рояля. Капода́стр — металлическая фигурная планка, прижимающая поперёк струны к струнному штапику в дискантовом регистре; привинчивается к вирбельбанку и является одной из границ для вибрирующих участков струн. Па́нцирь — сплошная плита чугунной рамы рояля, закрывающая вирбельбанк. Эта деталь характерна для панцирной рамы, она принимает на себя значительную часть силы натяжения струн (около 2.5 тонн), так как в плите для каждого вирбеля предусмотрено отверстие с втулкой, которое разгружает деревянный массив вирбельбанка. Такая конструкция рамы характерна для всех современных роялей. Также есть ещё два типа рамы — беспанцирная, плита которой несплошная (в ней вместо отверстий сделаны окна, а сплошной массив образует вирбельбанк, прикрученный снизу) и полурама, у которой плита отсутствует как чугунное завершение, а его функцию несёт вирбельбанк, прикрученный к раме шурупами и вклееный в корпус рояля с двух сторон, а также придерживаемый в заданном положении рёбрами самой рамы. (Нетрудно подметить, что две последние разновидности рамы менее прочны, особенно полурама, хотя некоторые качественно сделанные старинные рояли с такой рамой возрастом до ста лет вполне работоспособны).Кроме того, на старинных прямострунных роялях рамы как самостоятельного компонента не было-её функцию выполняли корпус и футор рояля, а поддерживали всё это чугунные балки-распорки, прообраз теперешнего рамного шпрейца (см. ниже-шпрейц) Штульра́ма — массивная рама, которая привинчивается к бачкам корпуса и служит базой для клавишно-молоточкового механизма фортепьяно. Шпрейц — брус футора или чугунной рамы, несущий нагрузки от натяжения струн Стру́нный шта́пик — литой порожек на вирбельном панцире чугунной рамы, на котором каждая струна разделяется на задействованную и неработающую части; служит для отсечки звучащей рабочей части струн.Раньше вместо него применялись аграфы-винты, напоминающие винты-барашки. В их головках имеются отверстия, через которые проходят струны, и выполняют эти отверстия ту же функцию, что и порожек. Аграфы вытесняются штапиком потому, что трудоёмки в производстве и установке, в том числе и при замене струн, тогда как штапик отливается вместе с рамой.

Пиани́но (итал. pianino — маленькое фортепиано) — струнно-клавишный музыкальный инструмент, разновидность фортепиано, в котором струны, дека и механическая часть расположены вертикально, а не горизонтально, вследствие чего пианино занимает гораздо меньше места, чем рояль.

Первое пианино было изобретено американцем Дж. Хокинсом в декабре 1800; независимо от него пианино также сконструировал австриец М. Мюллер - чуть позже, в январе 1801. Но современную форму пианино приобрело лишь в середине XIX века (чугунная рама, перекрёстные струны, механика с нижним и верхним расположением демпферов).

Теперь пианино всё больше вытесняется цифровыми (электронными) пианино и синтезаторами, ввиду большей универсальности и лучшей эргономичности последних.

Наиболее распространённые кабине́тные пиани́но имеют ширину корпуса по клавиатуре 1450—1500 мм и высоту около 1250—1400 мм; диапазон составляет 7 октав. У пианино есть цо́кольный пол — это узел итовой конструкции, соединяющийся с корпусом пианино снизу и необходимый для крепления педального механизма. Вертикальная стойка корпуса, соединяющаяся с бачкой и ножкой пианино, называется ко́нсоль.