Flyet har lige forladt sin parkeringsplads. Det ruller langsomt mod banen, ledsaget af den jævne brummen fra motorerne. I kabinen er passagererne ved at pakke deres ting væk, stramme sikkerhedsselen og kaste et sidste blik på telefonen før takeoff.
Derefter kører luftfartøjet ud på banen.
I et par sekunder virker alt næsten roligt. Flyet holder nogle gange en kort pause, som om det tager en dyb indånding. Pludselig øges motorernes omdrejningstal. Brølet bliver kraftigere, sæderne begynder at vibrere, og landskabet uden for vinduerne begynder at suse forbi hurtigere og hurtigere.
Kort efter forlader hjulene jorden.
For nogle passagerer er denne støj spændende. Den repræsenterer kraft, fart og starten på rejsen. For andre kan den virke imponerende eller endda en smule bekymrende. Hvorfor støjer fly så meget under takeoff? Bliver motorerne virkelig presset til deres maksimum? Og hvorfor ser støjen ud til at aftage brat et par sekunder efter takeoff?
Svaret ligger primært i den mængde energi, der kræves for at accelerere et luftfartøj, der vejer flere dusin eller endda hundredvis af tons. Men motorerne er ikke de eneste ansvarlige. Luftforskydningen, landingsstellet, flapsene og endda miljøet omkring lufthavnen bidrager til dette lydindtryk.
For at forstå, hvad der sker, må vi vende tilbage til det øjeblik, hvor flyet begynder at accelerere.
Et fly letter ikke takket være hjulenes hastighed
I modsætning til en bil bruger et fly ikke sine hjul til at accelerere på banen. Hjulene drejer frit og tjener primært til at støtte luftfartøjet, når det er på jorden.
Det er motorerne, der skubber flyet fremad.
På et moderne passagerfly er disse motorer generelt turbofan-motorer. Bag dette tekniske navn gemmer sig et ret simpelt princip: Motoren suger en enorm mængde luft ind foran, accelererer den og sender den derefter ud bagtil.
Ved reaktion bliver flyet skubbet fremad.
En del af luften passerer gennem motorens kerne. Den komprimeres, blandes med brændstof og brændes derefter i forbrændingskammeret. Denne forbrænding producerer meget varme gasser, som udvider sig, får turbinerne til at rotere og bliver udstødt bagud.
Men på moderne motorer produceres en stor del af trækkraften også af blæseren, den enorme indkapslede propel, der er synlig foran på motoren. Denne flytter en betydelig luftmasse rundt om motorens kerne.
Når flyet ruller roligt mod banen, kører motorerne med et relativt moderat omdrejningstal. De producerer lige akkurat nok trækkraft til at flytte luftfartøjet på jorden.
Ved takeoff ændrer situationen sig fuldstændigt.
Motorerne skal accelerere et meget tungt fly op til en hastighed, der er tilstrækkelig til, at vingerne genererer den nødvendige opdrift. Afhængigt af luftfartøjets type, vægt og dagens forhold kan denne hastighed være langt over 200 kilometer i timen.
Denne hastighed skal nås på en begrænset distance.
Piloterne øger derfor motoreffekten kraftigt. En meget større mængde luft suges ind, accelereres og udstødes på få sekunder. Det er denne pludselige stigning i kraft, der forårsager det karakteristiske brøl, man hører i starten af takeoff.
Støjen kommer primært fra luften, der flyttes af motorerne
Man kunne tro, at støjen fra en jetmotor kun kommer fra brændstoffets forbrænding. I virkeligheden stammer en stor del af lyden fra luftforskydningen.
Motoren suger luft ind foran og sender den ud bagtil med høj hastighed. Når denne accelererede luft møder den ydre luft, blandes de to strømme. Denne blanding skaber turbulens, trykvariationer og lydbølger.
Jo større hastighedsforskellen er mellem den luft, motoren sender ud, og den omgivende luft, jo mere intens kan støjen være.
Blæserbladene producerer også deres egen lydsignatur. De roterer meget hurtigt og interagerer med luften samt med de forskellige strukturer inde i motoren.
Dertil kommer kompressorerne, turbinerne og gasstrømningen i jetmotorens kerne.
Den endelige lyd, som passagererne eller folk nær lufthavnen hører, er derfor ikke én enkelt lyd. Det er en kompleks blanding bestående af blæserens susen, gasstrømningen, mekaniske vibrationer og turbulensen skabt omkring motoren.
Ved takeoff bliver alle disse fænomener mere intense, fordi motoren kører med høje omdrejninger.
Det svarer lidt til forskellen på en ventilator, der kører langsomt, og den samme ventilator indstillet til maksimal hastighed. Princippet er det samme, men mængden af flyttet luft og støjniveauet er slet ikke det samme.
I skalaen af en flymotor er proportionerne naturligvis langt mere imponerende.
Bruger fly altid maksimal effekt?
Udtrykket “fuld effekt” bruges ofte af passagerer til at beskrive takeoff. Men motorerne bruges ikke systematisk ved deres maksimale trækkraft.
Før hver afgang beregner piloterne den nødvendige ydeevne under hensyntagen til mange parametre:
-
flyets vægt;
-
banens længde;
-
udendørstemperaturen;
-
vinden;
-
lufthavnens højde;
-
banens tilstand;
-
eventuelle forhindringer;
-
luftfartøjets konfiguration.
Når forholdene er gunstige, er det ofte muligt at lette med reduceret trækkraft.
Forestil dig et ret let fly, en lang bane, en moderat temperatur og en gunstig vind. I denne situation ville det være unødvendigt at kræve al den kraft, motorerne er i stand til at levere. En lavere trækkraft er tilstrækkelig til at accelerere og lette sikkert.
Denne metode reducerer slitage på motorerne, begrænser mekaniske belastninger og forlænger levetiden for visse komponenter. Den kan også reducere brændstofforbruget og støjen en smule.
På Airbus hører luftfartsinteresserede passagerer nogle gange om takeoff med “FLEX“-trækkraft. På andre luftfartøjer taler man om reduceret trækkraft eller “derate“. Beregningsmetoderne er ikke præcis de samme, men den generelle idé er ikke at bruge mere kraft end nødvendigt.
Omvendt kan en højere trækkraft være påkrævet, når flyet er tungt, banen er kort, eller temperaturen er høj.
Varm luft er mindre tæt end kold luft. Motorernes og vingernes ydeevne kan derfor være lavere, når det er meget varmt. Lufthavne i højden præsenterer en lignende udfordring, da luften også er mindre tæt der.
Under disse forhold kan takeoff kræve mere kraft og en længere accelerationsdistance.
Den hørte støj afhænger derfor ikke kun af flytypen. Den varierer også alt efter vægt, vejr, lufthavn og den beregnede ydeevne for den pågældende flyvning.
Hvorfor virker støjen endnu højere tæt på jorden?
Et fly kan producere meget støj under takeoff, men vores opfattelse påvirkes også af afstanden.
I det øjeblik motorerne øger omdrejningstallet, befinder luftfartøjet sig stadig på jorden eller kun få dusin meter oppe. Passagererne sidder få meter fra motorerne, mens folk, der bor omkring lufthavnen, kan befinde sig direkte under startbanen.
Afstanden mellem lydkilden og lytteren forbliver derfor relativt lille.
Få minutter senere flyver flyet allerede i flere tusinde meters højde. Motorerne fortsætter med at producere trækkraft, men lyden virker meget mindre imponerende fra jorden, fordi luftfartøjet er kommet længere væk.
Lufthavnens miljø kan også forstærke eller ændre opfattelsen af støjen.
Lyden kan reflekteres mod jorden, bygninger, terminaler eller visse metaloverflader. Det omkringliggende terræn påvirker også dens udbredelse. I en dal kan lyde f.eks. sprede sig anderledes end i et helt åbent område.
Vejrforholdene spiller også en rolle. Vinden kan transportere lyden i en bestemt retning, mens temperaturvariationer i atmosfæren kan bøje lydbølgerne.
Det er en af grundene til, at et fly kan virke usædvanligt støjende på visse dage, selvom dets takeoff er helt normalt.
Motorerne er ikke de eneste, der støjer
I løbet af de første sekunder af flyvningen befinder flyet sig i en konfiguration, der er meget anderledes end den, der bruges under cruise.
Flapsene er udfoldet på vingerne for at øge opdriften ved lav hastighed. Afhængigt af luftfartøjet kan andre højtløftende flader også være aktiveret.
Disse elementer ændrer vingens form og forstyrrer luftstrømmen. De gør det muligt for flyet at lette ved en rimelig hastighed, men de producerer også mere luftmodstand og aerodynamisk støj.
Landingsstellet bidrager også til støjniveauet.
Så længe hjulene er ude, møder luften dækkene, landingsstelsbenene, lugerne og de forskellige mekanismer. Alle disse elementer skaber turbulens.
I selve øjeblikket for accelerationen på banen hører passagererne også hjulenes rullen mod jorden. En bane er aldrig helt glat. Dækkene kører over samlinger, riller, markeringer og små ujævnheder.
Jo hurtigere flyet accelererer, jo hurtigere og mere intenst bliver dette brøl.
Når luftfartøjet forlader jorden, forsvinder rullestøjen brat. Men næsten med det samme kan en anden lyd høres: lyden af landingsstellet, der trækkes ind.
Hjulene begynder at folde sig ind i skroget eller vingerne. Hydrauliske mekanismer sætter sig i bevægelse, lugerne åbner og lukker, og hjulene kan fortsætte med at rotere et kort øjeblik.
For en passager, der ikke kender disse lyde, kan resultatet virke bekymrende: vibrationer, kliklyde, dæmpede brøl eller mekaniske lyde under gulvet.
Alligevel er alt dette en del af flyets normale drift.
Hvorfor ser motorerne ud til at sænke farten lige efter takeoff?
Det er sandsynligvis et af de øjeblikke, der overrasker passagererne mest.
Flyet er lige lettet. Motorernes støj er høj, stigningsvinklen virker stejl, og pludselig aftager brølet. Nogle mennesker får indtryk af, at motorerne har mistet kraft, eller at de er gået ud.
I virkeligheden er der tale om en normal reduktion af trækkraft.
Den trækkraft, der bruges til at forlade jorden, behøver ikke at blive opretholdt under hele stigningen. Når flyet er i luften, i en højde fastsat af proceduren, reducerer piloterne motorernes omdrejningstal til en trækkraft, der er tilpasset stigningen.
Denne overgang kan være automatisk eller styret af piloterne afhængigt af luftfartøjets type og selskabets procedurer.
Da motoromdrejningerne falder, falder støjen også. Forskellen kan virke stor, fordi den indtræffer efter en meget støjende fase.
Flyet fortsætter dog med at stige normalt.
I visse regioner kan støjreduktionsprocedurer gøre denne ændring endnu mere mærkbar. Målet er at begrænse støjgener over beboede områder, samtidig med at den nødvendige ydeevne og sikkerhedsmargener opretholdes.
Banen kan også ændre sig kort efter takeoff. Flyet kan reducere sin stigningsvinkel en smule for at accelerere og begynde den gradvise indtrækning af flapsene.
For en passager kan det give indtryk af, at luftfartøjet “falder” en smule. Alligevel fortsætter flyet generelt med at stige. Dets holdning bliver blot mindre stejl, hvilket ændrer fornemmelserne i sædet.
Støjen aftager, næsen sænkes en smule, og motorerne skifter omdrejningstal: disse begivenheder er normale og planlagte.
Hvorfor ændrer støjen sig flere gange under stigningen?
Efter reduktionen af trækkraft kan motorernes lyd stadig udvikle sig flere gange.
Flyet accelererer gradvist, trækker sine flaps ind og tilpasser sin stigningshastighed. Motorerne kører ikke med en fast indstilling fra takeoff til cruise-højde.
De justerer sig konstant efter luftfartøjets behov.
Flyvekontrollen kan bede flyet om midlertidigt at opretholde en vis hastighed eller højde. Piloterne eller automatikken tilpasser derefter trækkraften.
Når flapsene trækkes ind, ændres den aerodynamiske støj også. Vingen genvinder gradvist en glattere konfiguration, der er bedre tilpasset høje hastigheder.
Passagererne kan høre elektriske motorer eller hydrauliske mekanismer flytte fladerne. I visse fly er disse lyde særligt genkendelige.
Ændringerne i omdrejningstal betyder altså ikke, at motorerne kører uregelmæssigt. Tværtimod viser de, at flyet tilpasser sin konfiguration til hver fase af flyvningen.
Takeoff er ikke en enkeltstående begivenhed. Det er en hurtig rækkefølge af faser:
-
indsættelse af trækkraft;
-
acceleration på banen;
-
rotation;
-
takeoff;
-
indtrækning af landingsstel;
-
reduktion til stigningstrækkraft;
-
acceleration;
-
gradvis indtrækning af flaps.
Hver af disse faser har sine egne lyde og fornemmelser.
Hvor hører man støjen mest i kabinen?
Støjniveauet afhænger meget af, hvor man sidder i flyet.
Passagerer, der sidder tæt på motorerne, hører naturligvis mere til visse frekvenser og vibrationer. På fly, hvor motorerne er monteret under vingerne, kan området omkring vingerne virke særligt støjende under takeoff.
Forrest i kabinen er motorernes brøl ofte mindre til stede, selvom støjen fra luften omkring skroget bliver mere mærkbar, når hastigheden stiger.
Bagerst afhænger opfattelsen stærkt af flyets design. Lyden produceret af motorerne og turbulensen kan være mere markant der.
På visse regionale fly, hvor motorerne er monteret bagest på skroget, er støjfordelingen naturligvis anderledes.
Turboprop-fly har også en særlig lydsignatur. Deres propeller roterer hurtigt og genererer en mere rytmisk støj, nogle gange ledsaget af vibrationer, der er tydeligt mærkbare i kabinen.
Det betyder ikke nødvendigvis, at de er mindre sikre eller mindre effektive. Deres fremdrift producerer blot en anden lyd end et fly udstyret med jetmotorer.
Selv to sæder placeret i det samme luftfartøj kan tilbyde forskellige lydoplevelser afhængigt af deres nærhed til en dør, en vinge, en jetmotor eller visse dele af strukturen.
Hvorfor er visse fly meget mere støjsvage?
Ikke alle motorer producerer den samme mængde støj.
De gamle jetmotorer accelererede generelt en mindre mængde luft til en meget høj hastighed. Denne metode kunne generere en særligt støjende jetstrøm.
Moderne motorer med høj bypass-ratio anvender en anden tilgang. Deres store blæser flytter en meget større luftmasse, men accelererer den mindre brutalt.
Denne løsning gør det muligt effektivt at producere trækkraft, samtidig med at støj og brændstofforbrug reduceres.
Det er især af denne grund, at moderne motorer har imponerende diametre. På visse nyere fly er motorens nacelle næsten lige så bred som skroget på et lille passagerfly.
Producenterne arbejder også på bladenes form, luftindtagene og de materialer, der er installeret i nacellerne.
Visse indvendige overflader er beklædt med akustiske paneler designet til at absorbere en del af lydbølgerne. Disse strukturer indeholder små hulrum, der fanger eller dæmper visse frekvenser.
På nogle motorer ser man også takkede kanter bagest på nacellen eller dysen. Disse former, ofte kaldet chevrons, gør blandingen mellem luftstrømmene mere gradvis og kan reducere visse komponenter af støjen.
Ingeniørerne studerer også kilderne til aerodynamisk støj. Formen på landingsstel, flaps og deres mekanismer kan optimeres for at begrænse turbulens.
Takket være disse forbedringer kan et moderne langdistancefly nogle gange virke mindre støjende end et meget mindre fly designet flere årtier tidligere.
Luftfartøjets størrelse er derfor ikke nok til at bestemme dets støjniveau.
Hvordan forsøger lufthavne at begrænse støjen?
Selvom moderne fly generelt er mindre støjende end deres forgængere, forbliver støjgener et vigtigt emne for befolkningen, der bor omkring lufthavne.
Startruterne er ofte designet til så vidt muligt at undgå de mest tætbefolkede områder.
Piloterne følger præcise procedurer, der angiver kurser, højder og nogle gange de tidspunkter, hvor trækkraften eller konfigurationen skal ændres.
Visse lufthavne pålægger også restriktioner i løbet af natten. De mest støjende fly kan være forbudt på visse tidspunkter, underlagt ekstra afgifter eller begrænset i antallet af tilladte bevægelser.
Målestationer er installeret omkring lufthavnene for at registrere støjen produceret af takeoffs og landinger.
Det skal dog huskes, at ruterne ikke kun kan vælges ud fra støj. Sikkerhed, vejr, terræn, lufttrafik og luftfartøjernes ydeevne forbliver prioriteret.
Et fly kan ikke bare flyve udenom hver eneste bolig. Procedurerne søger derfor et kompromis mellem sikkerhed, effektivitet og reduktion af gener.
Ville et elektrisk fly ikke støje overhovedet?
Idéen om et næsten lydløst fly er forførende. Alligevel ville selv et elektrisk luftfartøj fortsætte med at producere støj.
En elektrisk motor fjerner forbrændingen og visse mekaniske kilder, der findes i en jetmotor. Men den skal stadig drive en propel, en blæser eller et andet system, der gør det muligt at accelerere luften.
Og at flytte en stor mængde luft producerer uundgåeligt lyd.
Dertil kommer den aerodynamiske støj skabt af luftstrømmen omkring vingerne, skroget, flapsene og landingsstellet.
Ved lav hastighed udgør fremdriften ofte en væsentlig støjkilde. Men når hastigheden stiger, bliver støjen fra luften omkring luftfartøjet mere og mere vigtig.
Fremtidens elektriske eller hybride fly vil sandsynligvis kunne være mere støjsvage i visse faser af flyvningen. De vil dog aldrig være helt lydløse.
At få en tung maskine til at flyve ved høj hastighed indebærer nødvendigvis at flytte meget luft.
Skal man være bekymret, når takeoff er meget støjende?
I langt de fleste tilfælde er en kraftig støj under takeoff helt normal.
Flyet skal accelerere hurtigt, motorerne kører med høje omdrejninger, hjulene ruller på banen, og vingerne er konfigureret til at producere meget opdrift ved lav hastighed.
Efter takeoff trækkes landingsstellet ind, flapsene skifter position, og trækkraften justeres. Alle disse handlinger forårsager lyde, vibrationer og ændringer i fornemmelser.
Piloterne stoler naturligvis ikke kun på motorernes lyd.
De har mange instrumenter, der angiver omdrejningstal, temperatur, tryk, forbrug og generel drift. Flyets systemer overvåger også mange parametre og signalerer anomalier.
En usædvanlig lyd hørt af en passager betyder derfor ikke automatisk, at der er ved at opstå et problem.
Sædets position, vejret, den anvendte kraft og luftfartøjets konfiguration kan gøre et takeoff mere støjende end et andet.
Det er også almindeligt, at en passager pludselig bemærker en lyd, blot fordi vedkommende er mere opmærksom på den. Når man først er bekymret, kan hver vibration eller ændring i omdrejningstal virke unormal.
At forstå forløbet af et takeoff gør det ofte muligt at opleve denne fase meget mere roligt.
📖 Artikler, der kunne interessere dig
Har du lyst til at fortsætte med at opdage luftfartens hemmeligheder? Her er tre artikler, der hjælper dig med bedre at forstå, hvordan fly flyver, hvorfor de når så store højder, og hvad der gør lufttransport så sikkert.
-
Hvordan kan et så tungt fly flyve?
-
Hvorfor styrter fly næsten aldrig ned?
-
Hvorfor flyver fly så højt?
✈️ Anbefalede produkter
Ønsker du at forlænge din passion for luftfart ud over denne artikel? Oplev vores kollektioner dedikeret til flyentusiaster, med genstande til udstilling, som gaver eller til at tage med overalt.
Meget støj for at rive flere tons fra jorden
Hvis fly støjer så meget under takeoff, er det først og fremmest fordi, de skal udføre noget ekstraordinært på meget kort tid.
Et luftfartøj, der vejer flere dusin eller hundredvis af tons, skal accelerere tilstrækkeligt til, at dets vinger begynder at bære det. For at opnå dette suger og accelererer dets motorer en enorm mængde luft.
Støjen fra takeoff er derfor lyden af trækkraften, men også lyden af hjulene på banen, luften omkring vingerne, de udfoldede flaps og landingsstellet.
Når flyet er i luften, aftager støjen generelt. Motorerne skifter til stigningstrækkraft, landingsstellet trækkes ind, flapsene foldes gradvist ind, og flyet bevæger sig væk fra jorden.
Næste gang du hører motorernes brøl fylde kabinen, ved du derfor, hvad der er ved at ske.
Flyet støjer ikke bare.
Det accelererer en gigantisk luftmasse for at forvandle en maskine på flere tons til et luftfartøj, der er i stand til at forlade jorden og stige mod himlen.
🎬 For bedre at forstå, hvordan en flymotor fungerer
Den imponerende støj, man hører under takeoff, er direkte relateret til jetmotorernes drift og den enorme mængde luft, de flytter. For at opdage mere præcist, hvad der sker inde i en flymotor, er her en enkel og pædagogisk video, der forklarer hvert trin i dens funktion.
FAQ om flystøj under takeoff
Hvorfor bliver motorerne pludselig støjende på banen?
Piloterne øger trækkraften kraftigt for at accelerere flyet op til dets takeoff-hastighed. Motorerne suger og flytter derefter meget mere luft, hvilket øger støjniveauet.
Bruges motorerne altid ved deres maksimale effekt?
Nej. Når flyets vægt, banens længde og vejrforholdene tillader det, kan piloterne bruge en reduceret trækkraft beregnet før takeoff.
Hvorfor aftager støjen brat efter takeoff?
Når flyet er i stigning, reducerer piloterne generelt takeoff-trækkraften til en trækkraft tilpasset stigningen. Denne reduktion er normal og betyder ikke, at motorerne går ud.
Hvad er den høje støj, man hører under flyet efter takeoff?
Den stammer ofte fra indtrækningen af landingsstellet. Hjulene foldes ind, lugerne åbner og lukker, hvilket kan forårsage brøl, kliklyde og vibrationer.
Hvorfor virker visse takeoffs mere støjende end andre?
Støjen afhænger af flytypen, dets vægt, den anvendte kraft, temperaturen, vinden, banen og den plads, man har i kabinen.
Er store fly altid de mest støjende?
Nej. Et moderne langdistancefly udstyret med nyere motorer kan være mindre støjende end et mindre, men ældre fly. Motorens design betyder mere end blot luftfartøjets størrelse.
Er moderne fly rent faktisk mere støjsvage?
Ja, generelt. Motorernes høje bypass-ratio, akustiske materialer og aerodynamiske forbedringer har gjort det muligt at reducere støjen fra de nye generationer af fly mærkbart.
Ville et elektrisk fly være helt lydløst?
Nej. Selv uden forbrænding ville lyden fra propeller eller blæsere forblive, samt den aerodynamiske støj produceret af luften omkring skroget, vingerne og landingsstellet.
