06.09.2025
Детали и механизмы: перфорированная лента

Перфорированная лента (перфолента) – это способ хранения данных, носитель информации, состоящий из длинной полоски бумаги с пробитыми в ней отверстиями. Бумажная перфорированная лента в качестве музыкального носителя – это, в первую очередь, история механического пианино и родственных ему инструментов.
В музыкальном контексте перфолента – это программный носитель, который управляет сложным механизмом самоиграющего устройства (пианолы или автоматического пианино). В музыкальной перфорированной ленте каждая перфорация – это команда ударить по конкретной ноте в конкретный момент времени.
Стандартная ширина рулона бумажной перфорированной ленты для пианолы – 11 дюймов (около 28 см). Длина рулона определяла продолжительность звучания музыкального произведения (до 20 минут на одном рулоне). По краям ленты расположены линии транспортных отверстий (отверстия меньшего диаметра). За них цепляется зубчатое колесо (трекер-бар), которое равномерно протягивает ленту. Это сердце механизма синхронизации. Основная, центральная часть ленты отведена под нотные отверстия. Ее ширина соответствует диапазону клавиш пианино (обычно 88 нот). Положение отверстия поперек ленты соответствует конкретной клавише на инструменте. Крайнее правое отверстие на ленте – самая низкая нота, крайнее левое – самая высокая. Положение вдоль – определяет момент времени, когда нужно сыграть ноту.
Расстояние между отверстиями определяет ритм и паузы. Чем дальше отверстия друг от друга, тем длиннее пауза между нотами. Самое удивительное в этой системе – возможность кодировать нюансы исполнения. Это не просто «вкл/выкл» для ноты. На ленте присутствуют дополнительные дорожки для управления механизмом пианолы: дорожки пиано и форте – две отдельные перфорации по краям от нотной области. Отверстие «forte» заставляло механизм ударять по струне сильнее; отверстие «piano» – слабее. Если не пробито ни то, ни другое, механизм играл на стандартной громкости «mezzo».
Педаль удержания звука – еще одна сервисная дорожка, которая «нажимала» педаль на пианино, позволяя нотам звучать дольше. Совместное использование этих управляющих перфораций позволяло создавать по-настоящему выразительные записи, с крещендо, диминуэндо и акцентами.
Устройство, которое читает такую ленту и воспроизводит игру на пианино, называется пианола или автоматическое пиано. Его механизм – шедевр инженерной мысли доцифровой эпохи.
Загрузка и протяжка ленты происходит следующим образом: рулон устанавливается на подающий механизм; транспортные отверстия надеваются на трекер-бар (зубчатый вал), который равномерно протягивает ленту с постоянной скоростью. Эта скорость определяет темп воспроизведения произведения.
Считывающий блок устроен так – над лентой находится вакуумный резервуар (воздушная камера), соединенный с трубками, ведущими к каждому «пальцу» механизма. Под лентой находится камера с низким давлением (создаваемым ножными мехами или позже, электромотором). То есть используется принцип «пневматического действия». Когда в ленте появляется отверстие, оно открывает доступ воздуху. Воздух из вакуумной камеры снизу всасывается через это отверстие в верхнюю камеру. Этот резкий поток воздуха приводит в действие маленькую пневматическую мембрану, связанную с молоточком пианино. Мембрана надувается и толкает молоточек, который бьет по струне. Как только отверстие проходит дальше, воздушный поток прекращается, мембрана возвращается в исходное положение, и молоточек отходит от струны.
Управляющие перфорации (Forte/Piano) работают по схожему принципу, но регулируют величину воздушного потока или силу удара.
Бумажная перфолента в музыке была прототипом аудиозаписи своего времени. Она позволяла сохранять аутентичное исполнение великих пианистов; до массового распространения граммофонов и радио бумажная перфорированная лента давала возможность тиражировать и воспроизводить сложнейшие музыкальные произведения в домашних условиях.
Первое механическое фортепиано с перфолентой под названием «Pianista» было изготовлено в 1863 году во Франции. К 1885 году американская фирма «Mechanical Orguinette Company», выпускавшая органетты, представила на выставке в Лондоне свой вариант механической фисгармонии. Через два года фирма объединилась с «Automatic Music Paper Co» и начала массовый выпуск фисгармоний и перфорированных лент к ним. Практически одновременно выпуск таких же устройств начала другая американская фирма «Wilcox and White».На рубеже XIX-ХХ вв. записи на перфолентах пользовались большой популярностью во всем мире.
Аппарат со складывающимися перфолентами был придуман и запантентован итальянским фортепианным мастером Джованни Ракка (Giovanni Racca) в 1886-м году и представляет собой 30-ти струнную деку, с молоточками, управляемыми движущейся перфолентой из картона, складывающуюся, в свою очередь в специальные книжки. В 1888 году Ракка открыл фабрику по производству механических пианино в Болонье, которая производила эти аппараты практически в неизменном виде до 1927 года, когда они окончательно проиграли конкуренцию граммофонам. Патенты на производство этих аппаратов были куплены и другими видными фабрикантами музыкальных инструментов, к примеру Юлиусом Генрихом Циммерманом (Julius Heinrich Zimmermann; 1851-1923), имевшему магазин в Москве на Кузнецком мосту.
Отдельным направлением развития стала автоматизация музыкальных инструментов: в начале XX века появились механические скрипки, арфы, банджо и целые оркестры – оркестрионы, управляемые при помощи перфоленты. Такие устройства стали популярны в кафе, танцевальных залах, на катках и в кинотеатрах, где они использовались во время сеансов немого кино.
Пик производства пришёлся на 1923 год, когда фирмы выпустили на рынок более двухсот тысяч механических фортепиано; в 1931 году было произведено всего 418 инструментов. Эпоха механической музыки постепенно завершалась.
Существовали и другие применения перфоленты, например, в вышивальных станках, пишущих и наборных машинах. Но именно телеграф и механическое фортепиано являются наиболее яркими примерами автоматизации при помощи перфоленты.
Бумажные перфорированные ленты, произведенные различными компаниями в разное время, представлены в разделе коллекции музея «Перфорированные ленты». А их звучание можно послушать в «Фонотеке» музея».