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Le principe de fonctionnement du moteur à vide est le suivant : une flamme est aspirée à l'intérieur d'un cylindre (d'où le nom anglais flame-eater), qui est alors clos par une valve. L'air contenu dans le cylindre se dilate sous l'effet de la chaleur et pousse le piston vers l'extérieur. La flamme dans le cylindre s'éteint et l'air contenu se refroidit rapidement et se contracte. Sous la pression atmosphérique extérieure, le piston est entrainé vers l'intérieur du cylindre, aidé en cela par le mouvement d'une roue d'inertie. La valve se réouvre et le processus redémarre.