Vapaalehdykkä on moniin soittimiin liitettävä, äänenmuodostukseen liittyvä, elastinen palkkivärähtelijä. Vapaalehdykkäkieli värähtelee paikallaan olevassa värähtelyvälissä. Vapaalehdykkäkieli on toisesta päästään kiinni äänenmuodostuksen kannalta olennaisessa värähtelyvälin rungossa ollen samalla osana runkoa. Kieli voi olla myös kiinnitettynä värähtelyvälin runkoon niitin tai ruuvien avulla. Vapaalehdykkä voi tämän vuoksi olla rakenteeltaan heteroglottinen tai idioglottinen.

Yleiskielessä vapaalehdykkäkielistä puhutaan vain termeillä kielet tai äänet. Sanan vapaalehdykäkieli synonyymi on läpilyövä kieli, jota käytetään urkuterminologiassa.

Vapaalehdykkä kuuluu moneen soitinluokkaan, joskin luokat ovat toistensa sisällä. Pääluokka, johon vapaalehdykkä kuuluu, on puhallussoittimet eli aerofonit. Luokitukseen kuuluvat kaikki soittimet, joiden äänenmuodostuksessa ilma toimii ensisijaisesti värähtelijänä. Aerofonit jaetaan puolestaan kahteen pääryhmään: vapaa-aerofonit sekä varsinaiset puhallussoittimet. Vapaalehdykkä kuuluu vapaa-aerofonien yhteen alaluokkaan, katkoaerofoneihin. Kun kielityyppi liitetään eri soittimiin, ryhmittely tarkentuu soitinkohtaisesti. Esimerkiksi harmonikka kuuluu vapaalehdykkäsoittimien lisäksi näppäin- tai kosketinsoittimiin ja huuliharppu vastaavasti puhallinsoittimiin.

Vapaalehdykkäkieli tarvitsee ilmavirtaa äänen synnyttämiseksi. Yleensä mekaanisesti palkeella luotu ilmavirta ohjataan soittimissa kieleen, joka alkaa värähdellä saamansa energian myötä. Värähdellessään kieli avaa ja sulkee ilmakanavaansa ja syntynyt syklinen ilmapatsas havaitaan tiettynä äänenkorkeutena. Itse kieli ei siis soi, vaan kieli muuttaa ilmavirran kuultavaksi ääneksi. Palkeiden sijaan ilmavirta voidaan tuottaa myös puhaltamalla tai imemällä.

Kielen toiminta on nelivaiheinen. Kielen syttyessä värähtelemään ilmavirta vie kielen energianollatasosta toiseen ääripäähän, jonka jälkeen kielen jousivoima alkaa palauttaa kieltä ilmavirtaa vasten lähtötilaansa. Kielessä oleva voima heilauttaa kielen kuitenkin nollatason negatiiviselle puolelle, jonka jälkeen se palautuu lähtötilaansa. Ilmavirran avulla kieli liikkuu kuten kaappikellon heiluri lepotilansa positiivisella ja negatiivisella puolella. Toisin sanoen kieli toimii kineettisen ja potentiaalienergian vaihteluilla, joilla on ulkoinen energianlähde. Ennen kuin kieli alkaa värähdellä tarvitaan kuitenkin riittävä määrä ilmanpainetta ja ilmavirtaa. Kieli soi niin kauan, kun se saa riittävästi ilmaa sopivalla painealueella.

Yhden kielen antama äänenkorkeus, eli värähtelyn määrä tiettyä aikayksikköä kohden, määräytyy pääsääntöisesti kielen mittasuhteista (pituus, paksuus ja painojakauma). Virityksen perustaso on keski-a (eli a¹), joka on yleensä viritetty 440 tai 442 hertsiin. Tällöin kyseinen a-kieli värähtelee 440 tai 442 kertaa sekunnissa. Oktaavia matalampi a-ääni puolestaan värähtelee 220 kertaa sekunnissa ja oktaavia korkeampi a-ääni 880 kertaa sekunnissa, mikäli perusääni on viritetty 440 Hz:in. Kielien koot vaihtelevat äänenkorkeuden mukaan ja yleistäen voidaan sanoa sanoa, että mitä isompi kieli on, sitä hitaammin se värähtelee ja sen matalampi muodostuva ääni on.

Kielen materiaalilla on myös merkitystä kielen kokoon. Jos esimerkiksi kolme eri materiaaleista (teräs, alpakka ja messinki) tehtyä kieltä on viritetty samalle äänenkorkeudelle, on kunkin kielen koko hieman eri. Kielen leveys ei vaikuta niinkään syntyneeseen äänenkorkeuteen, mutta leveydellä vaikutetaan kielen käyttäytymiseen (herkkyys) ja jossain määrin myös äänen väriin.

Äänen väriin vaikuttavat kaikki kieltä ympäröivät materiaalit ja niiden etäisyydet äänilähteeseen nähden. Niin ikään rakenteelliset muodot (kielilaatta, kielipenkit, kaikuympäristö), kielen materiaali (bambu, teräs, messinki, alpakka), kielen muoto (suorakaide, teräväkärkinen kolmio, taivutukset, sivuttais- ja päätysuuntainen profilointi) vaikuttavat lopulliseen ääneen. Soittimen omaa värähtelyä ja akustista tilaa, jossa soitinta käytetään, ei sovi unohtaa äänen värin muokkaajana. Sointiin vaikuttaa myös kielen joustavuus. Metallinen kieli väsyy käytössä, joten aikaa myöden kieli tulee alkuperäistä löysemmäksi muuttaen samalla soitto-ominaisuuksia. Väsyneen kielen perusongelma on, ettei se pysy pitkään vireessä. Materiaalina kielellä voi olla puu, bambu ja erilaiset metalliseokset, joista yleisimmät ovat jousiteräs sekä messinki.

Vapaalehdykkäkielien äänen väri on useimmiten sangen terävä, mutta se voi olla myös hyvin pehmeä, jazzahtava. Kielityyppi muodostaa hyvin rikkaan osasävelistön, mikä mahdollistaa kielityypin käytön yksittäisenä äänilähteenä ilman kaikutorvea tai muuta äänen vahvistajaa. Usein kuulee sanottavan, että kieli pystyy soimaan itsestään, kun uruille tyypillisiä pillistöjä ei tarvita. 1980-luvulla haitarista on mitattu yksittäiselle äänelle 18 merkittävää osasäveltä. Vastaavasti merkittäviä osaääneksiä on mitattu käyrätorvelle neljä. Yläsävelet antavat äänille ominaisen sointivärin, jota voidaan muokata haitareissa esimerkiksi maskin rakenteella ja cassotto-kuilulla. Mitä enemmän muodostuu osaääneksiä, sitä kirkkaampi ja voimakkaampi ääni on. Yhtenä tärkeimmistä äänen kirkkauteen vaikuttavista seikoista on kielilaatan kieliaukon sopivuus kielelle sekä kieliaukon sisäpintojen hionnan tasaisuus. Myös kielipenkin kiinnitystapa runkoon vaikuttaa sointiin.

Mallinnokset kielityypeistä.

Vapaalehdykkäkieli voidaan tehdä myös yhdestä palasta (idioglottinen malli). Tällöin kieli viilletään rungostaan, ja materiaalina on usein kupari tai muu pehmeä metalli. Myös bambua ja muita luonnonmateriaaleja voi käyttää. Selvä ero idioglottisissa ja heteroklottisissa malleissa on, että idioglottisessa mallissa lehdykkä on samassa tasossa runkonsa kanssa ja tällöin se reagoi kummastakin suunnasta tulevaan ilmavirtaan.

Idioglottinen malli on ohuempi kokonaisuudessaan kuin heteroglottinen malli, mutta se ei toimi kuin pienissä kielissä ja rakenteensa takia kielen toimiminen eri ilmanpainealueilla on ongelmallista. Heteroglottinen malli reagoi vain toisesta suunnasta tulevaan ilmavirtaan, minkä takia soittimissa on yleensä kaksi kieltä eri puolella kielilaattaa. Heteroglottinen malli tosin on idioglottiseen malliin verrattuna stabiili, joka mahdollistaa äänenkorkeuden muuttumattomuuden suurissa paineen vaihteluissa. Idioglottisessa mallissa äänen korkeus saattaa muuttua suuresti eri ilmanpaineita käytettäessä.

Yksikkölehdyköihin (puupuhaltimet) verrattuna vapaalehdykät reagoivat suuriin ilmanpaineen vaihteluihin välittömästi äänenvoimakkuudessa. Mitä suurempi painevirta kielen ohi virtaa, sitä kovempi ääni muodostuu. Äänenkorkeus ei painevaihteluista huolimatta muutu merkittävästi perussoiton ilmanpainealueella. Tämä mahdollistaa vapaalehdykän suuret ja äkilliset nyanssivaihtelut. Toisaalta hyvin korkeilla painealueilla vapaalehdykät menevät tukkoon, eli kieli lakkaa värähtelemästä.

Kuvan heteroglottinen malli reagoi ylhäältä alaspäin tulevaan ilmavirtaan. Keskikokoisten ja suurten kielten kohdalla on käytettävä venttiilejä. Idioglottisia vapaalehdykkäsoittimia on pääsääntöisesti Aasiassa, ja se on vanhin tunnettu vapaalehdykkämuoto. Kuvissa ei ole huomioitu kielien profilointia eikä intonointia.

Nykymuotoisen profiloidun heteroglottisen ja idioglottisen kielen kehityskaareen mahtuu erilaisia kielikokeiluja. Joitain kokeiluja voi sanoa nykytiedon ja käytänteiden perusteella kehittymättömiksi. Esimerkiksi voitaneen mainita Kratzensteinin puhekoneessa todennäköisesti käytetty läpilyövä regal-kieli sekä profiloimattomat heteroglottiset kielet.

Vapaalehdykkä voidaan liittää useilla tavoilla soittimiin. Järjestelmässä, joissa yksi metallikieli on liitetty yhteen sormiaukottomaan resonanssipilliin, äänenkorkeus määräytyy pillin ja kielen yhteisvaikutuksesta. Esimerkki tällaisesta järjestelmästä on uruissa usein clarinetiksi nimetty äänikerta, jonka kussakin pillissä on yksi vapaalehdykkäkieli. Vapaalehdykkäkielisovelluksella olevia clarinet-rekisterejä on pääsääntöisesti Saksassa ja Sweitsissä myöhäisromantiikan aikaisissa soittimissa. Joissakin suu-uruissa on sormiaukottomia bordunapillejä, jotka soivat taukoamatta soiton aikana.

Vapaalehdykkä voidaan asettaa sormiaukolliseen putkeen. Tällaisessa järjestelmässä kieli alkaa värähdellä, kun kieleen kohdistuu puhallus- tai imupainetta sormiaukon ollessa peitettynä. Tämä johtuu siitä, että avoin ilma-aukko hajoittaa putken sisällä olevan värähtely- ja painepylvään, joka tarvitaan kielen värähtelyn aikaansaamiseksi. Puhallettaessa ilmaa kulkee jatkuvasti kielien ohi putkiin vaikkei kieli värähtele. Sama ilmiö tapahtuu imupaineella. Kun ilma-aukko peitetään, kielen soimiseen tarvittava ilmapatsas (värähtelytaajuus) muodostuu ehjäksi, kieli alkaa värähdellä ja ääni syntyy. Suu-uruissa (sheng, sho) on useita tällaisia pillejä. Kielien koko tällaisissa soittimissa on yleensä 1 – 1,5 cm ja kielien koko vaihtelee epäsäännöllisesti putken pituuteen verrattuna (mitä matalampi ääni, sitä isompi kieli -periaate ei päde). Putkissa on normaalisti yksi tai kaksi aukkoa, joiden kokoa muuttamalla äänenkorkeutta muutetaan.

Bawu-huilu. Klikkaa kuva isoksi.

Vapaalehdykkä toimii myös ilman resonanssipilliä (idioglottinen munniharppu, harmonikka, huuliharppu). Tällaisissa tapauksissa vapaalehdykkä sekä synnyttää äänen että levittää ääntä – yhtä ääntä vastaa yksi kieli yhtä ilmansuuntaa kohden. Koko oktaavin muodostamiseen tarvitaan bawu-huiluun verrattuna huomattava koneisto: perinteisessä viisirivisessä harmonikassa yksiäänisellä äänikerralla c-äänestä c¹-ääneen tarvitaan 26 kieltä (kaksi kieltä/ääni). Tämä on vapaalehdyköiden hyve, mutta toisaalta laaja koneisto tuo usein soittimiin toivomatonta lisäpainoa. Resonanssipillittömät soittimet ovat eurooppalaista (Tanska, Venäjän suurruhtinaskunta) syntyperää.