Ein bis zwei Musikergeneration wird es brauchen, bis diese "Erleichterung" angenommen wird. Allerdings setzt schon heute die Zusammenarbeit zwischen dem Institut für Luft- und Raumfahrt und praktizierenden Musikern der Elbmetropole ein Zeichen für die Nähe von Forschung und Praxis.

"Sehen Sie, das ist alles Versuchsschrott - Das kann man nicht weiter benützen …"

Eine Schublade voller schmaler, gebogener Metallröhren: einige mit weitem Radius, andere sehr eng. Einige kurz, andere etwas länger.

Eigentlich sollten sie alle zu funktionierenden S-Bögen werden, den geschwungenen Anblasrohren der Fagottisten. Doch die Metallröhren in der Schublade von Guntram Wolf werden ihren Weg zu den Musikern wohl nie finden. Es sind die ersten Fehlversuche einer ungewöhnlichen und am Ende erfolgreichen Zusammenarbeit: Mit Hilfe der Strömungsmechanik haben Physiker das Anblasrohr der Fagottisten optimiert. Nun kann Instrumentenbauer Guntram Wolf die Ergebnisse umsetzen.

"Also – wenn ich es wirtschaftlich betrachte, dann müsste ich eigentlich sagen: Was tue ich denn, ich würde mir anders das Leben sehr viel leichter machen. Aber das ist eben etwas, was sich lohnt für die Zukunft, auf jeden Fall solche Möglichkeiten mit zu eröffnen, auch wenn am Anfang der Erfolg nicht so groß ist."

Und dann gerät Guntram Wolf aus dem fränkischen Kronach ins Schwärmen.

"Das hat es noch nie gegeben, dass ein Instrument, ein Holzblasinstrument wie das Fagott oder das Horn oder weiß Gott was so untersucht worden ist wie jetzt an der TU in Dresden, weil einfach im Instrumentenbau auch gar nicht die Einrichtungen da sind, um das zu haben, da können jetzt Messungen geschehen in einem kompletten Raumfahrtlabor mit allen Möglichkeiten. Das ist wie wenn die Himmelstür aufgestoßen wird und man plötzlich ins Paradies kommt."

Der Wegbereiter dieser paradiesischen Zustände sitzt in einem vierstöckigen Plattenbau in der Marschnerstraße 32, unweit der Dresdner Innenstadt. Roger Grundmann war Gründungsdirektor des Instituts für Luft- und Raumfahrt der Technischen Uni in Dresden. Heute arbeitet er dort als Professor für Thermofluiddynamik. Doch der 64 Jahre alte Mann mit den kurzen grauen Haaren und dem mächtigen Vollbart interessiert sich nicht nur für die Physik. Schon in der Schule entdeckte er beim Konzert eines Mitschülers seine Liebe zur Musik.

"... und als auf dem Fagott dann das Kontra-B gespielt wurde, dieser wunderschöne tiefste Ton des normalen Fagottes, fing die Tafel an zu klappern und ich weiß heute so ein bisschen durch meine Neuronalstudien, dass sich wahrscheinlich zu dem Zeitpunkt – achtjährig, wie ich wohl war – ein neuronales Netz gebildet hat, was an diesen tiefen Tönen festhielt und seitdem ist eigentlich latent diese Liebe und Verzauberung zu dem Fagottton vorhanden."

Gezeigt hat sich diese Liebe schließlich wieder vor sechs Jahren. Längst hatte sich der passionierte Musiker den Umgang mit Kontrabass und Sousaphon beigebracht und selbst in Jazzbands gespielt. Nun wollte er auch Fagott lernen. Also bat er einen tschechischen Mitarbeiter um Hilfe. Der brachte ihm ein gebrauchtes Instrument aus Prag mit – zusammen mit zwei Anblasrohren.

"Na ja, nun guckte ich mir meine beiden an, die da mit diesem Fagott aus Tschechien kamen und ich wippte mit denen auf dem Tisch herum und der Zufall wollte es, dass das eine, was besser klang, dass der symmetrisch war in seiner Hauptebene und der andere, der schlechter klang, der hatte eine Verbiegung in der dritten Dimension."

Also musste Grundmann selbst Hand anlegen.

"Ich habe ihn mit aller Vorsicht und Rücksicht auf diese komplexe Herstellungsweise eines solchen S-Bogens ihn wieder geradegebogen und dann spielte ich drauf und ich konnte mich überzeugen, dass die beiden jetzt gleich klangen. Und dann begann der Strömungsmechaniker in mir zu wirken: Was war denn geschehen?"

Grundmann lässt den Strömungswiderstand für beide Bögen errechnen. Das Ergebnis ist frappierend: Der Widerstand im krummen Bogen ist um mehr als fünf Prozent höher als im geraden. Folglich ist der krumme Bogen auch schwerer zu blasen.

Doch dabei will es Grundmann nicht belassen.

"Naja, nun haben wir die Kurven das erste Mal gesehen, also auf Papier, und wenn man sie dann verfolgt in ihrer Eigenschaft, dann sieht man, dass manche Dinge unnötig sind, z.B. der erste Bogen bei dem herkömmlichen Fagott-S geht nach oben, warum soll man den nicht gerade lassen, das wäre doch die aller einfachste Form für die Strömung!"

Eine völlig gerade Röhre wäre strömungstechnisch ideal. Doch mit einem solchen Anblasrohr könnte kein Musiker mehr ein Fagott spielen. Um die traditionelle Haltung des Instruments zu bewahren, steht das Anblasrohr etwas schräg zum Korpus des Instruments – und muss deshalb einen Winkel von mehr als 100 Grad überwinden.

"Die Frage ist eben: Wie bringt man die Strömung, die dort drin transportiert wird, in Röhren jeglicher Art, wie bringen wir die am besten um die Ecke sozusagen."

Für Grundmann ist klar: Um den Widerstand zu reduzieren, muss der großbauchige Bogen mit der ausladenden S-Form und den sanft geschwungenen Kurven entschlackt werden. Denn wenn Krümmungen tatsächlich unvermeidbar sind, so müssen diese möglichst rasch und möglichst weit weg vom Mundstück des Musikers überwunden werden.

"Und das haben wir dann mit dem neuen Konzept für den neuen S-Bogen so gemacht, den ebenso in den Rechner gebracht und auch dort die Widerstandsbeiwertskurve ausgedruckt und verglichen mit der anderen, subtrahiert und die Überraschung war riesig: 30 Prozent und mehr haben wir an Unterschied gefunden, also sie brauchen viel weniger Kraft, um zu blasen."

Entsprechend sieht der neue Bogen aus: Ein langes, gerades Rohr, das am Ende einen rapiden Knick aufweist, der die eingeblasene Luft schnell um die Ecke bringt. Aus dem traditionellen S-Bogen war nun ein neues, L-förmiges Anblasrohr geworden.

Doch so viel Einfluss die neue Bogenform auf den Strömungswiderstand haben soll, so wenig darf sie die Klangfarbe des Fagottes verändern. Eine schwierige Aufgabe. Auch Instrumentenbauer Guntram Wolf weiß, dass sich jeder S-Bogen anders verhält.

Professor Grundmann lässt sich deshalb immer wieder von Musikern erzählen, wie sie den Klang unterschiedlicher S-Bögen empfinden.

"Beispielsweise hörte ich 'der klingt wie in einen Kartoffelsack geblasen' oder er klingt dumpf, oder 'er geht schwer', 'der geht aber ab' – all diese Äußerungen sind subjektiver Natur und ich auf der anderen Seite würde natürlich gerne das objektivieren."

Um die Klangfarbe wissenschaftlich untersuchen zu können, bedarf es mehr als der Aussagen einzelner Künstler. Doch wie soll man Klangfarben miteinander vergleichen, wenn nicht einmal Profimusiker in der Lage sind, eine Grundvoraussetzung wissenschaftlicher Vergleichbarkeit zu erfüllen: Nämlich mehrmals hintereinander exakt den gleichen Ton anzuspielen? Zusammen mit seinem vierköpfigen Team hat Grundmann deshalb einen künstlichen Bläser entwickelt.

"Wir müssen Lippen nachbilden, die auch mit unterschiedlichem Druck belastet werden können, also wir können sie im Moment in einer Konstellation aufpumpen mit Wasser, um den entsprechenden Druck auf das Doppelrohrblatt – das ist das Mundstück, was auf dem S-Bogen draufsteckt – aufbringen zu können, so ist der künstliche Bläser geschaffen."

Mit Hilfe der Frequenzanalyse konnten die Physiker nun die Klangfarben miteinander vergleichen.

"Und wir haben feststellen können, dass unsere S-Bögen auf jeden Fall eine Klangfarbenidentität hatten gegenüber dem vorhergehenden, das war ungemein beruhigend. Wir haben nichts verändert, sondern wir haben noch etwas hinzugewonnen – in der Höhe wurde dieser S-Bogen sogar etwas brillanter, ohne Verluste in der Tiefe zu haben."

Keine Verluste, dafür sogar mehr Brillanz – das klingt zu schön, um wahr zu sein. Auch Stefan Pantzier hatte von dem neuen Grundmann-Bogen gehört. Doch der Fagottist des MDR-Sinfonieorchesters in Leipzig blieb skeptisch.

"Ich hatte erst ne ganze Weile ein paar theoretische Überlegungen dazu angestellt und habe mir überlegt, na, das glaube ich nicht, dass das gut ist, weil es wurde dort beschrieben, dass der S-Bogen den Anblaswiderstand reduziert, und meine erste Überlegung war: Na ja, das ist ja so, als wenn man beim Winterreifen die Haftreibung reduzieren würde, ich brauche ja einen Widerstand."

Schließlich probierte er den Bogen selbst aus und konnte einige seiner Vorbehalte revidieren.

"Also ich war zunächst erstmal etwas voreingenommen, muss ich ganz ehrlich sagen, und war dann doch positiv überrascht, wie gut er ging, trotzdem waren meine ersten Bedenken nicht ganz falsch, also die Höhe geht freilich sehr viel freier und schöner, aber für die Ansprüche, die ich im Orchester habe, also richtig leise, sehr leise oft spielen zu müssen, vor allen Dingen in der Tiefe, da gibt es dann dort Einschränkungen dergestalt, dass mir zu leicht Töne dann wegbrechen."

Doch was dem Profimusiker in der Tiefe an Widerstand fehlt, ist für den ambitionierten Laienspieler ein Luxusproblem – er profitiert deshalb am meisten von Grundmanns Erfindung.

"Ich glaube ein Liebhaberspieler muss nicht so furchtbar leise spielen wie das in der Oper oder im Konzert vonnöten ist, da steht die Freude am Musizieren im Vordergrund, die Freude am Schwingen des Rohrblattes und da kann man wirklich der Musikantenseele Zucker geben."

Gut für die Laien, schlecht für die Profis? So einfach ist es allerdings auch nicht. Denn selbst einige Berufsmusiker kommen mit dem neuen Grundmann-Bogen gut zurecht. Andreas Börtitz, 2. Fagottist am Sächsischen Staatsorchester hat den Bogen bei einem Treffen mit Instrumentenbauer Guntram Wolf und Professor Grundmann ausprobiert.

"... und ich habe das Angebot gemacht, dass ich dann abends versuche, in der Vorstellung, in der Oper gleich drauf zu spielen. Ich habe den ganzen Tristan auf dem zweiten Fagott drauf gespielt und bin damit sehr gut zurechtgekommen, also es ist mindestens genauso gut wie mit meinem gewohnten S-Bogen."

So ist vor allem eins klar: Jeder Fagottist wird auch in Zukunft ausprobieren müssen, welcher S-Bogen am besten zu ihm passt. Dabei ist der Grundmann-Bogen eine Alternative unter vielen – und für manche eben die beste. Auch für Kinder sei der neue Bogen ein echter Gewinn, meint MDR-Sinfoniker Stefan Pantzier, der Nachwuchsmusiker auf dem kleineren Fagottino unterrichtet.

"Oft ist es so, die Kinder wachsen naturgemäß und dann ist das Fagottino plötzlich eines Tages zu klein und man müsste dann auf ein nächstgrößeres Instrument wechseln, was man oft genug nicht zur Hand hat, und ein S-Bogen, der das Instrument tiefer sinken lässt, kann diesen Zeitraum überbrücken und ich kann wesentlich länger mit dem Schüler mit dem Fagottino arbeiten, zumal die Vorteile beim Fagottino eindeutig überwiegen, die Höhe geht besser, das Instrument geht viel freier und die Kinder sind einfach begeistert davon."

Der neue S-Bogen war in der Praxis angekommen – für Roger Grundmann die Bestätigung seiner Arbeit. Doch der Strömungsmechaniker sann schon nach neuen Aufgaben.
"Nachdem der S-Bogen entdeckt war und wir eine neue Kontur machten, die sich auch bewahrheitete als sinnvoll, habe ich weitergeguckt und dann sofort das Horn erkannt, das hat die schönsten Windungen, die man sich denken kann."

Doch die schönste Windung ist nicht immer auch die strömungstechnisch optimale.

"Und ich habe dann eine kleine Eskapade mir erlaubt, indem ich sagte: Nun gehen wir ans Ende der Kette der Optimierung und machen die Bögen eckig, kleinstmögliche Rundungen und dann wieder gerade Stücke darauf folgend, also jegliche schöne Windungen historisch entwickelt unterdrücken wir."

Gesagt, getan: Der erste und der dritte Bogen des Waldhorns wurden ausgewechselt, die vormals rund geschwungenen Röhren durch eckige ersetzt.

"Das haben wir auch gerechnet und wiederum hat sich ergeben, dass der Widerstandsbeiwert zwischen den beiden, dem herkömmlichen und dem neuen eckigen Bogen bei ca. sieben Prozent lag, wieder höchst beachtlich."

Mit den Untersuchungsergebnissen konnte Grundmann schließlich den renommierten Blasinstrumentenhersteller Gebrüder Alexander überzeugen, die eckigen Bögen als Prototyp zu fertigen. Und schließlich wollte er das Instrument selbst testen.

Mit den traditionellen Bögen hatte der Professor als völlig ungeübter Laie wenig Erfolg – kaum ein Ton wollte ihm gelingen.

"Ich habe also gerade mal einen bis zwei rausgekriegt und mehr nicht, das war unmöglich."

Doch nun kam Grundmanns Erfindung ins Spiel.

"Da dachte ich: Na ja Gott, das Instrument willst du nicht auch noch lernen, leg es weg. Und dann kam der Gedanke: Warum steckst du nicht mal die Bögen rauf, die eckigen? Dann habe ich es gemacht, und ich konnt’ es nicht fassen, ich habe vier Naturtöne übereinander rauf und runter gespielt, so wie ich das wollte, und nicht nur beim B-Horn, sondern auch beim F-Horn, was das tiefere ist, was noch schwieriger ist. Es ging. Ich konnt’s nicht glauben."

Im Radio möchte Grundmann sein laienhaftes Spiel eigentlich lieber nicht hören. Aber schließlich lässt er sich doch zu einer kleinen Klangprobe mit den eckigen Bögen hinreißen.

""Ich würde es dann aber am liebsten mit dem hier machen … mit den eckigen natürlich, denn sonst geht gar nichts, aber das wird schrecklich werden."

Lieber aber hat Grundmann die neuen Bögen von Profimusikern testen lassen. Einer von ihnen ist Julius Rönnebeck. Der zweite Hornist des Sächsischen Staatsorchesters in Dresden hat die eckigen Bögen zusammen mit einem Kollegen im vergangenen Sommer ausprobiert.

"Wir waren der Meinung, dass wir durchaus subjektiv eine wahrscheinlich kleine aber doch eine Veränderung wahrgenommen haben, im Vergleich von den Bögen von Herrn Grundmann zu den Bögen, die wir sonst auf unseren Instrumenten stecken haben."

So richtig sicher ist sich Rönnebeck allerdings nicht.

"Weil wenn man dann schon weiß, dass jetzt der Luftwiderstand geringer sein soll, ist man ja auch geneigt, das dann zu merken."

War es am Ende also nicht mehr als eine sich selbst erfüllende Prophezeiung? Rönnebeck weiß es einfach nicht – zu klein sei der Unterschied beim Blasen gewesen, um solide Aussagen machen zu können.

Trotzdem ist der Blaswiderstand durchaus ein viel besprochenes Thema unter Hornisten – allerdings geht es nicht immer um die Suche nach einer geringeren Reibung.

"Die Frage, wie viel Widerstand jetzt der einzelne Musiker persönlich als angenehm empfindet, ist natürlich extrem individuell unterschiedlich, es zeigt sich doch auch immer wieder, dass ein gewisses Maß an Widerstand auch doch für eine gute Klangqualität steht."

So sind die strömungsoptimierten eckigen Hornbögen zumindest unter Profimusikern in Dresden noch nicht zum Geheimtipp geworden, um das eigene Instrument leichtgängiger zu machen.

Für große Erfolgsmeldungen ist es wohl auch noch zu früh. Denn die wissenschaftliche Forschung am Horn ist noch lange nicht abgeschlossen. Gerne würde der Mainzer Hersteller Alexander mit Professor Grundmann weiter zusammenarbeiten – und nicht nur zwei Bögen, sondern das gesamte Horn strömungstechnisch optimieren.

Auch seine Mitarbeiter unterstützen Roger Grundmann, um die einmal begonnene Arbeit weiterzuführen. Für seine Promotion untersucht Timo Grothe den Einfluss der Geometrie auf die Klangfarbe von Blasinstrumenten.

Grothe ist mit der Entwicklung eines Fagottprüfstandes beschäftigt, der unter wiederholbaren Bedingungen dem Instrument exakt gleiche Töne entlocken soll. An einem Ende ein künstlicher Bläser, davor das zu prüfende Instrument. In der Praxis klingt das dann wenig harmonisch.

In einem zweiten Schritt will Timo Grothe schließlich versuchen, den aufwändig modellierten künstlichen Bläser durch einen elektronisch gesteuerten Mechanismus zu ersetzen, der Blasimpulse an das Instrument aussendet. So hofft er, den Klang und die Klangfarbe noch besser objektivieren zu können.

"Wenn man das durch Messwerte untermauern kann, das ist ja auch eine Vergleichbarkeit gegeben, dass man sagt: Ein schönes B auf dem Fagott muss eben so und so klingen, das habe ich im Ohr, wenn ich diesen Klang aufnehme und mir die Parameter anzeigen lasse, dann habe ich einfach eine Unterstützung, um dann einen Vergleich zu ziehen zu einem anderen Instrument oder zu einem veränderten Klang."

Schon waren erste Instrumentenbauer zu Besuch und haben sich den Prüfstand angesehen. Doch nicht immer stößt das naturwissenschaftliche Interesse der Physiker auf Gegenliebe bei den Instrumentenbauern. Auch Guntram Wolf kennt die Ängste mancher Kollegen.

"Stellen sie sich mal vor, jeder könnte ein Fagott bauen ... wäre ja fürchterlich! Also das ist jetzt sehr einfach gesagt, aber solche Befürchtungen in irgendeiner Weise bestehen natürlich, dass man gesagt hat: Ich geb’ nichts raus, nicht, und das war die alte Tradition im Instrumentenbau: Jeder hat seine Geheimnisse mit ins Grab genommen."

Aber dafür hat Guntram Wolf eigentlich wenig Verständnis. Denn die Forschungen können den Instrumentenbauern schließlich auch weiterhelfen.

"Damit kann ich ja zu einem besseren Instrument kommen, damit werden auch Möglichkeiten eröffnet, entweder an einem Instrument selber etwas zu verbessern, z.B. am Fagott oder vielleicht sogar ein völlig neues zu konstruieren."

Momentan ist allerdings unklar, ob an der TU Dresden auch in Zukunft die Strömungsmechanik in Blasinstrumenten untersucht wird. Denn Roger Grundmann geht im kommenden Jahr in Rente, und noch ist die künftige Finanzierung seiner vierköpfigen Arbeitsgruppe nicht in trockenen Tüchern. Was Grundmann allerdings nicht daran hindert, sich schon einmal das nächste Instrument vorzunehmen.

Deshalb hat schon jetzt ein Baritonsaxophon seinen Platz gefunden im Büro von Roger Grundmann und wartet auf die strömungsmechanische Untersuchung.

"Auch das hat wunderschöne tiefe Töne und natürlich auch oben eine schleifenartige Konstellation, an die werden wir uns jetzt heranwagen und die Kontur ein wenig ändern, ich habe schon Zusagen von professionellen Saxophonisten, die uns bei der Untersuchung der Neuentwicklung dann begleiten werden."