Définition du nombre de Mach

Il mesure le rapport entre les forces liées au mouvement et la compressibilité du fluide. [pic] où [pic]est le nombre de Mach [pic]est la vitesse de l'objet (par rapport à son environnement) [pic]est la vitesse de propagation ou célérité du son dans l'environnement considéré.
Elle représente la vitesse de propagation de tout ébranlement produit dans le milieu. Dans l'air aux températures habituelles, elle vaut environ 340 m.s-1 ou 1 224 km.h-1. Cette vitesse varie cependant en fonction de l'altitude et de la température.
D'une manière générale, sauf obstacle, cet ébranlement se propage de la même façon dans toutes les directions. Ainsi, il se retrouve au bout d'une seconde réparti sur une sphère de 340 mètres de rayon. La surface d'une sphère étant proportionnelle au carré de son rayon, l'intensité de la perturbation décroît très rapidement avec la distance : c'est la cause principale de l'atténuation d'un son, beaucoup plus importante que la viscosité.
Dans ce qui suit, un avion en mouvement uniforme à la vitesse V sera assimilé à un point.

Écoulement subsonique

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Si V < a (Ma < 1), l'avion, qui a une vitesse inférieure à celle de l'accroissement des sphères de perturbation qu'il crée à chaque instant, se trouve en permanence à l'intérieur de celles qui ont été créées précédemment. C'est le phénomène dont tout le monde a l'expérience : l'observateur fixe ressent le son très faible des premières sphères très dilatées, puis l'intensité augmente jusqu'à ce que l'avion soit le plus proche et diminue jusqu'à l'extinction.
De plus, le déplacement du point d'émission des sphères de perturbation donne naissance à l’effet Doppler.

Écoulement sonique

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Si Ma = 1, l'avion colle en permanence à l'avant de toutes les sphères créées précédemment qui se retrouvent donc toutes tangentes à un plan perpendiculaire au mouvement de l'avion. La superposition d'une multitude de petites perturbations