Lyden av fly: fra propellmotorer til jetmotorer

Slik er det å opplevere lyden av fly

Hvis du noen gang har stått under et fly ved avgang, vet du at det finnes få lyder som er så påtrengende og fysisk som en jetmotor på full kraft. Himmelen blir til en orkester av mekanisk råkraft, en lyd som ikke bare høres — den kjennes i brystkassen. Men det som er enda mer fascinerende: lyd fra fly er ikke alle likt. En propellmotor høres helt anderledes ut enn en moderne jetmotor på en stor flyplass. Og når man først begynner å lytte — virkelig lytte — åpnes det hele et univers av teknisk drama som forteller historien om hvordan mennesket har erobret himmelen.

I denne artikkelen dykkes det ned i akustikken som gjør flyene unike. Du får høre hvordan propellmotoren hummer mens jetmotoren dundrer. Her forklares hva som skjer inne i motorene når de skaper disse lydene, og hvorfor noen fly er stille, mens andre kan vekke hele nabolaget. Fra de tidlige propellflyene til de støysvake motorene på dagens store passasjerfly, følges flylyden gjennom historien. Ved slutten av denne artikkelen vil du aldri høre på en flymotor på samme måte igjen.

Propellmotorenes karakteristiske humming

Starten er der det hele begynte: med propellmotorer. I gamle dokumentarer fra luftfartens tidlige år hører du et lavt, pulserende hum fra flyene. Det er ikke veldig høyt, ikke veldig skarpt — bare et jevnt, mekanisk lyd som kommer igjen gang på gang. Det lyden du hører er propellen som slår luft mot luften, rundt og rundt. Hver gang bladene beveger seg, skaper de små trykkbølger som utbreder seg som konsentrikse ringer i vann — bølger av komprimert luft som møter øret ditt flere ganger per sekund.

Propellmotorer som bruker forbrenningsmotor-teknologi har en stabil, nesten musikalsk kvalitet til lyden. Hvis du har hørt en klassisk propellfly på et flyshow, merker du denne karakteren: det er nesten som en stor dieselmotor som dunker ved en konstant, forutsigbar takt. Lyden svinger med motorens turtall. Når piloten tipper gasshendelen opp, stiger tonehøyden — propellen snurrer raskere, og lyden blir høyere og skarpere. Men det forblir relativt kontrollert og dempet sammenlignet med jetmotorer.

Mekanikken bak propelllyden

Ved å se nærmere på hvordan propellen faktisk fungerer, kommer den akustiske dramaen frem. En propell er ikke en enkel plate som slår luft bakover — det er en høyt spesialisert vinge som roterer. De fleste propeller består av to til fire blader, dannet som en vinge som roterer raskt. Når de roterer, samler de luft foran seg og presser den bakover. Men det som skjer når bladet beveger seg gjennom luften, er at det skaper en liten trykkbølge hver gang det passerer — som en hammer som banker på døren, men i luft i stedet for på tre.

Denne trykkbølgen er noe av kilden til lyden. Med flere blader som slår luften mange ganger i minuttet, oppstår en grunntone som ligger i frekvensområdet der det menneskelige øret er følsomt. Legg til det faktum at propellen også skaper virvler og turbulens rundt bladene — små, uregelmessige strømninger av luft — og du får en kompleks lyd som er en blanding av denne grunntonen pluss en masse overtoner og støy.

Jetmotorene som endret lydbildet

Så kom Messerschmitt Me 262 i 1942, verdens første jetfly som ble tatt i bruk, og det endret alt. Istedenfor den rytmiske, mekaniske lyden av propellbladene, var det nå en luftlyd — lyden av luft som beveger seg i ekstrem fart gjennom motor og ut bakenden.

En jetmotor fungerer helt anderledes enn en propellmotor. I stedet for en propell som langsomt presser luft bakover, tar en jetmotor enorme mengder luft inn i fronten, komprimerer den ved hjelp av en serie roterende kompressorer, blander den med drivstoff, antennes det, og blåser så den hete eksosen ut bakenden ved høy hastighet. Det er mindre mekanisk og mer flytdynamisk. Lyden kommer ikke fra repetitive slag som med propeller, men fra turbulens i luftstrømmen når den blir tvunget gjennom motor og ut. En jetmotor er som en enorm, høyt-frekvent fløyte som aldri stopper — så lenge motoren går, hører du en konstant, intensiv lydfrekvens.

Lydnivåer og desibelskalaen

Ifølge Store norske leksikon er desibel målenhet for lydtrykk med symbol dB, normal tale ligger i området 30–70 dB, ørets smertegrense ligger ved cirka 130 dB, og to lyder må ha en nivåforskjell på omkring 3 dB for at man med sikkerhet skal kunne si at de har forskjellig nivå.

Inntaket: hvor det hele begynner

For å virkelig forstå hvor lydene fra jetmotorer kommer fra, må luften følges gjennom motoren. Den hele prosessen starter ved inntaket — den store konen foran flyets nese. Dette inntaket er designet for å ta luften som beveger seg foran flyet, eller stillestånde luft hvis flyet står på bakken, og guide den inn i jetmotoren på den mest stabile, kontrollerte måten. Hvis man ikke bremser og stabiliserer luftstrømmen før kompressoren, kan luften skape sjokkbølger og turbulens som skader motoren.

Men selv med et sofistikert inntaksdesign, er det steder hvor luften blir forvirret og skaper turbulens, og den turbulensen blir til lyd. Når luften blir tvunget rundt kurver i inntakets form, rundt støvskjermer og andre strukturer, genererer det høyfrekvente lyder som du kanskje kjenner fra lufthavner. Dette er den første komponenten av jetmotorens karakteristiske lydprofil. Det høres ut som et høyt, nesten musikalsk sivende, og det kan endre seg når flyet er kommet opp i kryssingshøyde og lufthastigheten stabiliseres.

Kompressorer og turbiner: hjertet av lydene

Inne i hjertet av jetmotoren, bare centimeter bak inntaket, sitter kompressoren — en serie av rotorer som svinger rundt sentralaksen, hver rund med små blader som samler luft og presser den sammen. En jetmotor kan ha flere kompressortrinn, og hvert trinn gjør luften tettere og varmere. Når disse rotorene snurrer ved svært høye hastigheter, oppstår det lyder fra flere kilder.

Først er det den mekaniske lyden fra bladene som beveger seg gjennom luften — den samme typen trykkbølger som propellene skaper, bare ved høyere frekvenser. Så er det interaksjonen mellom kompressor-bladene og statorene (de stasjonære bladene) — de roterende og ikke-roterende bladene skaper komplekse strømningsmønstre som genererer lyd på flere frekvenser på en gang. Lagt til dette: luften blir komprimert så kraftig at den skaper små turbulenser og virvler som igjen blir til støy. Turbinen på baksiden av motoren må også håndtere svært høye temperaturer, og snurrer enda raskere enn kompressoren. De høyfrekvente lydene fra turbinen blandes med lydene fra inntaket og kompressoren, og skaper et komplekst akustisk miljø som til sammen gir jetmotoren sin karakteristiske dundring.

Lyd i cockpit

Piloter opplever motorlyd annerledes inne i cockpit enn passasjerer gjør i kabinen. Fra pilotsetet høres kompressorenes høyfrekvente tønner tydeligere, sammen med andre mekaniske lyder fra flysystemene. Moderne fly har bedre isolasjon enn eldre modeller, men jetmotorens dundring er fortsatt til stede gjennom hele flyvningen.

Eksosen: hvor det blir virkelig høyt

Hvis kompressoren og turbinen genererer lydene fra motorens drivlinje, så er det som skjer i bakenden av motoren — eksosen — som skaper de virkelig imponerende lydene. Den varme, høyhastighetsgassen som kommer ut av turbinen, strømmer inn i mikseområdet for eksos. Her blandes den med kald luft fra siden av motoren (den såkalte bypass-luften), og alt sammen akselereres ut i det definitive utslippet. Når denne gassstrømmen møter den kalde luften utenfor, oppstår det turbulente blandingslag — små, kaotiske virvler hvor den hete og kalde luften blandes.

Disse virvlene skaper intense trykkfluktuasjoner som sender ut lyd på alle frekvenser. Det er som å rive opp en duk mens du holder den strakt — det skarpe høytonelyden du hører er på grunn av turbulensen som oppstår. Eksosen er hovedårsaken til at jetfly kan produsere svært høye lydnivåer. Ved full kraft gir en stor jetmotor betydelig skyvkraft. All denne energien blir konvertert delvis til kraft, men også til lydvibrasjoner som spredes i luften rundt omkring. For mennesker på bakken i nærheten av en lufthavn, kan denne lyden være så sterk at det blir vanskelig å høre normale samtaler når et fly letter.

Kategorier av lydpåvirkning fra fly

Lydene fra fly er ikke enkle eller monotone — de består av flere distinkte lydkomponenter, hver med sitt eget karakteristikum og sitt eget opphav. Når du står ved enden av en rullebane og hører et fly, oppfatter du faktisk en kompleks blanding av disse lydene. Hver kategori bidrar med sitt eget «lag» til den totale lydopplevelsen:

• Motorbrum: Den grunnleggende lydfrekvensen fra motorens rotorer, som høres som et lavt dundring eller ronk.
• Turbulensstøy: Lyden fra uregelmessig luftstrøm omkring eksosen og inntaket, en «hvit støy»-lignende lyd.
• Kompressorlyder: Høyfrekvente toner fra kompressorsamspill som svinger med motorbelastningen.
• Mekanisk støy: Lyder fra pumper, ventiler og understell, vanligvis mest hørbar ved taxi eller landing.
• Luftmotstand og sjokkbølger: De kraftige lydene som oppstår når fly beveger seg i høye hastigheter, inkludert ved passering av lydmuren.

Utvikling av flymotorlyd

Siden jetmotorenes inntog under andre verdenskrig, har motorlydene både økt og blitt redusert gjennom bedre teknologi. Tidlige jetfly som Messerschmitt Me 262 hadde enkle motorer som ga en rå, konstant lyd. I dag er moderne motorer bygget for å redusere støy sammenlignet med tidligere design, samtidig som de gir langt større skyvkraft.

Teknologi som gjør morgendagens fly stillere

Den raske reduksjonen i lydnivå over de siste tiårene er resultatet av omfattende forskning og innovasjon. Moderne jetmotorer bruker nå flere teknikker for å redusere lyd. Den første og viktigste er bypass-teknologien, hvor en stor del av luften som inntas motoren ikke går gjennom forbrenningskammeret, men i stedet strømmes rundt motorens kjerne. Den kalde luften rundt kjernen absorberer mye av lydene, og når den varme eksosen blandes med denne kalde luften, er temperaturkontrasten mindre dramatisk, noe som reduserer turbulensen.

Den andre teknikken er akustisk demping. Inne i motorinnhuset og rundt eksosen brukes spesielle materialer som absorberer lydvibrasjoner. Produsenter utvikler også formede eksosåpninger som bryter opp lydvirvlene før de sendes ut i luften. I kabinen brukes aktiv støydemping hvor høyttalere sender ut motfasede lydbølger for å kansellere ytre støy. For fremtiden ser forskere på radikalere løsninger for å redusere flystøyen ytterligere.

Flystøy og nærmiljøet

Plasseringen av flyplasser kan påvirke omgivelsene betydelig. Ved Alta lufthavn, Elvebakken var den planlagte plasseringen omdiskutert fordi den korte avstanden til sentrum kunne bety en del flystøy for innbyggerne. Et alternativ på Sokkelma ble vurdert, men lagt bort på grunn av topografiske utfordringer for landingsforholdene. Dette viser hvordan flystøy har vært en viktig faktor i planleggingen av lufthavner i Norge.

Lyt nærmere — og få en ny forståelse av flyenes verden

Nå som du vet hva som skaper lydene fra fly, kan du gjøre noen konkrete ting for å dykke dypere inn i dette fascinerende emnet. Start ved å besøke en lufthavn under ankomst eller avgang — men ta med ørepropper eller hørevern. Stå ved enden av rullebanen (i den offentlige observasjonssonen) og lyt til de forskjellige lydene fra eldre fly mot nyere. Du vil høre de tunge, bassrette dunderne fra eldre jetfly, i kontrast med de mer dempede lydene fra moderne passasjerfly.

Hvis du er interessert, kan du besøke lokale flyklubber eller militære flyshow hvor du kan se og høre eldre propellfly. Et klassisk krigsfly fra et flymuseum kan gi deg autentisk opplevelse av hvordan propellfly virkelig høres ut, noe som ikke kan gjengis helt gjennom film. Mange museer arrangerer regelmessig demoflyvninger. Det er en erfaring som vil for alltid endre hvordan du oppfatter flyenes verden og gjøre deg til en mer bevisst observatør av himmelens maskiner.