Внутри сверхзвукового двигателя есть небольшое углубление в стенке, похожее на карман. Оно нужно, чтобы пламя не срывалось потоком воздуха, который летит быстрее звука. Но если карман сделать длинным и неглубоким, он начинает вести себя как лёгкие: то втягивает воздух, то выталкивает. Частота такого «дыхания» — 156 раз в секунду. Для двигателя это как если бы вы ехали на велосипеде, а колесо постоянно дёргалось.
Учёные снимали этот карман на сверхбыструю камеру и мерили давление специальными датчиками. Оказалось, что граница между быстрым потоком снаружи и медленным воздухом внутри кармана колеблется, как занавеска на сквозняке. Когда занавеска прогибается наружу, давление в кармане падает, когда внутрь — растёт. Эти два процесса подталкивают друг друга, и колебания не затухают сами.
Теперь инженеры знают, что для надёжной работы двигателя нужно не только правильно вырезать карман, но и вовремя подогреть воздух в нём. Тогда вместо вибраций карман будет спокойно удерживать пламя, как ладонь, защищающая спичку от ветра.
Частота «дыхания» каверны (156 Гц) близка к частоте вращения коленчатого вала автомобильного двигателя на холостом ходу, но амплитуда колебаний давления достигает 30 кПа, что сравнимо с ударом звуковой волны от взрыва петарды.