Lyden av fly: propell til jetmotor

Historien skrevet i lyd

Når du hører et fly flyve over huset ditt, hører du ikke bare bråk. Du hører teknologisk revolusjon. Du hører årtiender av ingeniørarbeid. Og du hører fysikkens lover i aksjon.

De første motorene som fløy et fly – som Wright brothers' Wright Flyer i 1903 – var små stykker med fire-takt bensinmotorer. De støyet som små motorsykler. Så kom propellfly fra mellomkrigstiden, som støyet som humlebier, men høyere.

Propell-flyenes karakteristiske lyd

En propellmotor genererer lyd på flere måter. Først og fremst gjør selve propellen lyd når den svinger gjennom luften. Dette skjer med en distinkt frekvens – typisk mellom 100 og 300 Hz avhengig av hvor mange omdreininger per minutt propellen gjør.

Propellenes lyd endres også avhengig av hvor rask de går. Når en propellmotor akselererer, endres tonehøyden kontinuerlig oppover. Dette skyldes Doppler-effekten – samme fenomen som gjør at en ambulanses sirene høres høyere når den nærmer seg.

Men selve motoren – forbrenningen inne i sylindrene – genererer også lyd. Denne lyden er mer kaotisk, et grumletende lav «rumble» som ligger under propell-tonen.

Når jetene kom på 1940-tallet

Jet-motorer fra 1940-tallet var et helt annet dyr. I stedet for pistonger som beveger seg opp og ned, har jetmotorer en kontinuerlig forbrenning av drivstoff inne i en combustion-kammer. Denne luftstrømmen akselereres kraftig ut bakenden av motoren.

De første jetene – som Messerschmitt Me 262 – hadde et høyt, hyslende lyd som kom fra de høye frekvensene som turbinen genererte. Men ettersom jetmotorene ble større og mer kraftige gjennom 1950-tallet og 1960-tallet, endret lydbildet seg.

En Boeing 707 eller Douglas DC-8 fra slutten av 1950-tallet var katastrofalt støyende – de kunne nesten ikke fly fra urbane lufthavner uten å forårsake skader hos mennesker på bakken.

Tall og trender

Moderne fly er 70% stille enn fly fra 1970-tallet.

Turbofan-revolusjon fra 1970-tallet

Et gjennombrudd kom på 1970-tallet med turbofan-motorer. I stedet for at alt luften som fluxer gjennom motoren skulle gjennom forbrenningskammeret, delte turbofan-motorer den i to deler. Litt av luften – kjent som «bypass-luft» – gikk rundt motoren, ikke gjennom den.

Dette var elegant. Den bypass-luften var «kald» og reduserte temperaturen på jeteksosen betydelig. En lavere temperatur betyr mindre turbulens og mindre lyd. Samtidig gjorde turbofan-designet motorene mer effisiente for drivstoff.

En moderne turbofan-motor på en Boeing 787 eller Airbus A350 er nærmest stille sammenlignet med en Boeing 707 eller DC-8. En 787 fra 2015 er omtrent 70% stille enn en Boeing 707 fra 1960.

Supersonikk og elektriske motorer

Det finnes en ny lydkilde som ingeniører må bekymre seg for: supersonisk knall. Når et fly bryter lydbarrieren, oppstår det en skarp, høylyd eksplosjon på bakken.

Men nå jobber bedrifter som Boom Supersonic på å utvikle supersoniske fly som er betydelig mindre støyende. Og samtidig arbeider alle flymotor-fabrikanter på hybride og elektriske motorer. En elektrisk motor har ikke forbrenningslyd i det hele tatt.

I fremtiden kan det hende at det stileste flyet du hører ikke er et jetfly i det hele tatt, men en stor drone eller hybrid-elektrisk fly med propeller som snurrer stille.

Fra akustikk-ingeniør

"Flystøy er en av de store utfordringene vi står overfor."

"Flystøy er en av de store utfordringene vi står overfor når det gjelder å gjøre luftfarten mer bærekraftig. Det handler ikke bare om komfort, men om menneskers helse."