Lyden av fly — fra propell til jetmotor

Hvorfor er flylyden så spesiell?

Den som har stått ved siden av et startende jetfly, vet at lyden er nesten fysisk å kjenne – den vibrerer i brystet. Det er ikke bare høyt; det er en egen type lyd som kombinerer maskineri, luftstrøm og turbulens. Flylyden er en kombinasjon av motorstøyen, luftstrømmen rundt flykroppen og vibrasjonen fra alt som beveger seg med høy hastighet.

Lyden av et fly forteller mye om hvilken motortype som driver det. En moderne turbofanmotor, som på en Boeing 747, høres helt annerledes ut enn en propell på et mindre regionalfly – og helt annerledes enn en liten Cessna med stempelmotor. Forskjellen ligger i hvordan hver motortype setter luften i bevegelse, noe fysikken bak lyden forklarer i detalj lenger ned.

Tall og trender

Øret sin smertegrense ligger på rundt 130 desibel, ifølge Store norske leksikon. Fly er likevel blitt merkbart stillere: ifølge IATA har enkeltfly blitt 75 prosent stillere de siste 60 årene, drevet fram av stadig strengere sertifiseringskrav. ICAOs Annex 16, kapittel 14, innført i 2014, krever at nye flytyper sertifiseres med minst 7 EPNdB lavere støy enn det forrige kapittel 4-kravet. Flystøy er likevel fortsatt et helseproblem: Verdens helseorganisasjon anbefaler at flystøy holdes under Lden 45 desibel og nattestøy under Lnight 40 desibel, mens den norske anbefalte grensen ligger høyere, på Lden 52 desibel, ifølge Folkehelseinstituttet. Til sammenligning har Sintef, på oppdrag fra Forsvarsbygg, målt støyen fra F-35 ved avgang fra Ørland hovedflystasjon, der målingene skulle ligge på 110 desibel og det største avviket var opptil fem desibel høyere, ifølge NRK.

Slik låter propellfly — en mer «mekanisk» lyd

Propellfly (turboprop) har en karakteristisk «purring»-lyd som oppstår fordi hvert propellblad skaper en trykkbølge hver gang det passerer et gitt punkt i luften. Disse trykkbølgene gjentar seg med en fast frekvens som følger antall blader og rotasjonshastigheten – det som i akustikken kalles bladpasseringsfrekvensen – og det er denne jevne pulseringen som gir propellfly det rytmiske, mekaniske «whir-whir-whir»-lyden når et fly som en Dash-8 akselererer på rullebanen. Lyden endrer karakter når bladtuppene nærmer seg lydhastigheten: da oppstår sjokkbølger av samme type som ligger bak lydmuren – den skarpe trykkbølgen som oppstår når et legeme når eller passerer lydens hastighet – og støynivået øker markant. Det er en av grunnene til at moderne propeller ofte har flere og kortere blader: lavere hastighet per blad betyr mindre risiko for at bladtuppene når overlydsfart.

Og så jetmotoren — ren, brutal kraft

En jetmotor fungerer etter et helt annet prinsipp enn en propell: den suger inn store mengder luft, komprimerer den, blander den med drivstoff, tenner blandingen og presser eksosen ut igjen med hastigheter som kan overstige 1000 km/t. Den bakoverrettede kraften fra denne prosessen er det som driver flyet fremover.

Støyen fra en jetmotor kommer fra flere kilder som til sammen gir den karakteristiske, brølende lyden. Viftestøy er tonal og oppstår når luft passerer viftebladene forrest i motoren, kjernestøy kommer fra forbrenningen inne i motoren, og den kraftigste kilden under avgang er turbulensen som oppstår når den høyhastige eksosstrålen blandes med den stillestående luften rundt. NASA har utviklet sagtakkede dyser, kalt chevron, som får den varme kjerneluften og den kjøligere viftelufta til å blande seg raskere, og har målt en reduksjon i denne jetstøyen på rundt 3 desibel – tilsvarende forskjellen mellom lyden av to gressklippere og én. Ved høy motorytelse kan i tillegg tuppene på viftebladene nå overlydshastighet, noe som skaper de samme sjokkbølgene som ligger bak lydmuren – og gir jetmotoren dens skarpe, sagende lyd under avgang.

Denne fysikken har også en ekstrem variant: når et helt fly, ikke bare bladtuppene, passerer lydens hastighet, dannes sjokkbølger rundt hele flykroppen som til slutt smelter sammen til to smell som høres som et kraftig drønn på bakken. NASA tester nå det eksperimentelle flyet X-59, formet nettopp for å få disse sjokkbølgene til å nå bakken som et mykt dunk i stedet for et smell, i håp om at overlydsflyging over land igjen kan bli tillatt.

Hvordan beskyttes mennesker mot flylyden?

Regelverket stiller også krav til hvordan flyplassene selv drives. Ved Oslo lufthavn er det for eksempel ikke tillatt å bruke reversering utover «idle reverse» etter landing i nattperioden, og lufthavnen har et overvåkingssystem som registrerer radarspor og støydata for alle flyginger, ifølge Avinors egne sider om flystøy. Innflygings- og avgangsruter optimaliseres for å skjerme bebyggelse så langt sikkerhetskravene tillater det.

For bakkemannskap som jobber tett på motorene mens de går, handler beskyttelsen om fysisk hørselvern: lydtrykket nær en jetmotor i drift ligger godt over øret sin smertegrense på rundt 130 desibel, ifølge Store norske leksikon, og kan gi varig hørselsskade uten beskyttelse. For folk som bor i nærheten av flyplasser handler beskyttelsen i stedet om soneplanlegging og driftsrestriksjoner, siden flystøy oppfattes som mer plagsomt enn like sterk støy fra vei- og jernbanetrafikk, ifølge Folkehelseinstituttet.

Slik lytter du bevisst til flylyden

Den som er interessert i lydene fra fly, kan besøke et flymuseum eller et sted nær en flyplass hvor fly kan observeres fra sikker avstand. Enkelte flyplasser har egne planespotting-områder hvor entusiaster samler seg for å fotografere og lytte til fly som tar av og lander.

Neste gang et fly passerer over hodet, kan lyden fortelle mye om hva slags motor som driver det. Er det en jevn, rytmisk purring fra en propell, eller et dypt brøl fra en jetmotor? Med litt øvelse er det mulig å kjenne igjen forskjellen – og få et tydeligere bilde av fysikken bak lyden som fyller himmelen.