马赫环是超音速气流内压缩波和膨胀波相互干涉形成的驻波。
有两个重要的发生条件:
流体必须为超音速超音速流体内压力与环境压力不相等
此外如果需要超音速的流体温度较高才能用肉眼观测到。温度低的马赫环虽然存在,但是我们看不到。
能超音速飞行的飞机(亚音速民航客机显然不行)的发动机喷嘴都是收敛-扩张型,喷出的气体在收敛段由亚音速加速至音速。从最窄处到喷嘴为扩张段,这一段气流会被加速至超音速,甚至火箭发动机的喷气速度为数倍音速。
(虽然理论上亚音速喷嘴也可以支持飞机超音速飞行,因为喷气温度高音速也高,而推力是根据喷气速度来计算而不是音速的倍数也就是马赫数)
喷管中的最窄截面积决定了发动机的通气量,而喷嘴面积和最窄截面积之比决定了最终喷气速度。
通常超音速喷嘴都可以调节这两个截面积来控制推力。
台风战斗机的发动机EF200加力燃烧室