Skoltech 的科学家们首次在理论上预测了同步效应，一种自排序，在爆轰波中的作用。这一发现可能有助于遏制固有的混乱过程，从而稳定旋转爆震发动机的燃烧，这是一种实验装置，可以比传统的火箭和船舶发动机节省大量燃料。
该研究发表在著名的《流体力学杂志》上，并在俄罗斯科学院化学物理研究所的一次会议上被公认为年度最佳理论工作。由于更有效的燃烧模式，正在开发爆震发动机以节省燃料。引爆时，燃烧产物以超音速传播，理论上可将效率提高 25%。
“在旋转爆震的发动机中，较小的气缸位于较大的气缸内，可燃混合物周期性地喷射到它们之间的空腔中，其燃烧以连续爆震的方式发生：波在小气缸周围一圈又一圈。圆柱。
但由于过程的混乱性质，一般情况下的爆轰波不会表现得如此可预测，并且会在一个循环后有规律地循环。特别是，波传播的速度会随着时间的推移而剧烈且不可预测地波动，从而使发动机不稳定，”该研究负责人、Skoltech 副教授 Aslan Kasimov 解释道。Skoltech 找到了一种通过简化其振动来抑制爆炸波的方法。为此，科学家们首次在理论上证明了爆震区域的同步效应。
同步最早是由克里斯蒂安·惠更斯在 17 世纪发现的。他观察到一对悬挂在同一根梁上的摆钟，结果证明，由于这种微妙的联系，摆的振荡随着时间的推移而同步——它们开始同相或反相运动。从那时起，同步不仅出现在力学中，而且出现在化学、医学、生物学甚至社会学的各个领域。
“例如，一些萤火虫以一定的频率闪烁。当许多这样的萤火虫聚集在一个地方时，由于彼此之间的联系非常弱，它们开始同步闪烁：每只甲虫只能看到它最近的邻居，”该论文的第一作者、Skoltech 博士生安德烈·戈尔丁说，并给出了来自不同领域的一些例子。
因此，实验表明，每个人的自然生物节律可以具有不同于 24 小时的频率——如果将实验人置于没有昼夜的人工环境中，就可以看出这一点。事实上，在周期性的外部影响（日出、中午、日落）的影响下，人和动物的内部节奏适应24小时周期也是同步的。
起搏器也是一种类似的周期性外部影响，可以简化心脏的内部振动——它可以中和心律失常。从同步的角度来看，可以考虑月球与地球的自转总是在同一侧，甚至连连环杀手的受害者人数也取决于日期。在他们的新工作中，来自 Skoltech 的科学家们首次证明了爆轰波的同步现象。
爆轰的本质是，即使在完全均匀的介质中，爆轰波也会以“急速”传播，即以可变速度传播。这意味着波本身是一个振荡器，就像起搏器示例中的心律失常心脏一样。它与心律失常有关，因为这种波的振荡是非常不可预测的——我们记得这是干扰爆震发动机运行的原因。
“事实证明，爆轰波速度的波动可以通过外部周期性效应来排序，但这不是通常意义上的效应，而是介质的规则不均匀性。波在可燃混合物中传播，在发动机的情况下，混合物以射流的形式喷射到两个气缸之间的环形腔中。
卡西莫夫解释说，在这种情况下，介质的不均匀性可以想象为一系列或多或少被燃料饱和的区域（一条空气、一条燃料等）。“因此，通过改变发动机的设计，例如，相邻喷射器之间的距离，可以改变爆震波遇到的介质不均匀性的特征尺度。”
正如研究人员发现的那样，由于与介质的“振荡”（周期性不均匀性）同步，爆轰波的复杂内部振荡能够被有序化。如果我们考虑一组介质不均匀性的特征尺度，就会发现在这些尺度的整个连续范围内，已知爆轰波的波动是正则化的，也就是说，它继续“跳动”地传播，但这些混蛋变得非常容易预测。由于图形的特殊形状，这些范围的集合被称为阿诺德的舌头——它们在爆轰领域中首次被描述。
爆震波中时机和阿诺德舌头的发现为进一步研究奠定了基础，未来应该回答哪种发动机设计将通过控制其速度来抑制爆震波的问题。到目前为止，科学家们已经进行了一维计算；在引擎中，该过程立即发生在三个。
