Skoltech 的科學家們首次在理論上預測了同步效應，一種自排序，在爆轟波中的作用。這一發現可能有助於遏制固有的混亂過程，從而穩定旋轉爆震發動機的燃燒，這是一種實驗裝置，可以比傳統的火箭和船舶發動機節省大量燃料。
該研究發表在著名的《流體力學雜誌》上，並在俄羅斯科學院化學物理研究所的一次會議上被公認為年度最佳理論工作。由於更有效的燃燒模式，正在開發爆震發動機以節省燃料。引爆時，燃燒產物以超音速傳播，理論上可將效率提高 25%。
“在旋轉爆震的發動機中，較小的氣缸位於較大的氣缸內，可燃混合物周期性地噴射到它們之間的空腔中，其燃燒以連續爆震的方式發生：波在小氣缸周圍一圈又一圈。圓柱。
但由於過程的混亂性質，一般情況下的爆轟波不會表現得如此可預測，並且會在一個循環後有規律地循環。特別是，波傳播的速度會隨着時間的推移而劇烈且不可預測地波動，從而使發動機不穩定，”該研究負責人、Skoltech 副教授 Aslan Kasimov 解釋道。Skoltech 找到了一種通過簡化其振動來抑制爆炸波的方法。為此，科學家們首次在理論上證明了爆震區域的同步效應。
同步最早是由克里斯蒂安·惠更斯在 17 世紀發現的。他觀察到一對懸掛在同一根樑上的擺鐘，結果證明，由於這種微妙的聯繫，擺的振蕩隨着時間的推移而同步——它們開始同相或反相運動。從那時起，同步不僅出現在力學中，而且出現在化學、醫學、生物學甚至社會學的各個領域。
“例如，一些螢火蟲以一定的頻率閃爍。當許多這樣的螢火蟲聚集在一個地方時，由於彼此之間的聯繫非常弱，它們開始同步閃爍：每隻甲蟲只能看到它最近的鄰居，”該論文的第一作者、Skoltech 博士生安德烈·戈爾丁說，並給出了來自不同領域的一些例子。
因此，實驗表明，每個人的自然生物節律可以具有不同於 24 小時的頻率——如果將實驗人置於沒有晝夜的人工環境中，就可以看出這一點。事實上，在周期性的外部影響（日出、中午、日落）的影響下，人和動物的內部節奏適應24小時周期也是同步的。
起搏器也是一種類似的周期性外部影響，可以簡化心臟的內部振動——它可以中和心律失常。從同步的角度來看，可以考慮月球與地球的自轉總是在同一側，甚至連連環殺手的受害者人數也取決於日期。在他們的新工作中，來自 Skoltech 的科學家們首次證明了爆轟波的同步現象。
爆轟的本質是，即使在完全均勻的介質中，爆轟波也會以“急速”傳播，即以可變速度傳播。這意味着波本身是一個振蕩器，就像起搏器示例中的心律失常心臟一樣。它與心律失常有關，因為這種波的振蕩是非常不可預測的——我們記得這是干擾爆震發動機運行的原因。
“事實證明，爆轟波速度的波動可以通過外部周期性效應來排序，但這不是通常意義上的效應，而是介質的規則不均勻性。波在可燃混合物中傳播，在發動機的情況下，混合物以射流的形式噴射到兩個氣缸之間的環形腔中。
卡西莫夫解釋說，在這種情況下，介質的不均勻性可以想象為一系列或多或少被燃料飽和的區域（一條空氣、一條燃料等）。“因此，通過改變發動機的設計，例如，相鄰噴射器之間的距離，可以改變爆震波遇到的介質不均勻性的特徵尺度。”
正如研究人員發現的那樣，由於與介質的“振蕩”（周期性不均勻性）同步，爆轟波的複雜內部振蕩能夠被有序化。如果我們考慮一組介質不均勻性的特徵尺度，就會發現在這些尺度的整個連續範圍內，已知爆轟波的波動是正則化的，也就是說，它繼續“跳動”地傳播，但這些混蛋變得非常容易預測。由於圖形的特殊形狀，這些範圍的集合被稱為阿諾德的舌頭——它們在爆轟領域中首次被描述。
爆震波中時機和阿諾德舌頭的發現為進一步研究奠定了基礎，未來應該回答哪種發動機設計將通過控制其速度來抑制爆震波的問題。到目前為止，科學家們已經進行了一維計算；在引擎中，該過程立即發生在三個。
