马赫环

马赫环（也称为马赫菱形或推力菱形）是出现在航空推进系统（例如超音速喷气发动机、火箭、冲压喷气发动机或超燃冲压喷气发动机）的超音速排气羽流中的驻波模式的形成，当它是 在气氛中运作。 菱形实际上是一个复杂的流场，当排气通过一系列驻激波和膨胀风扇时，局部密度和压力的突然变化使之可见。

当来自推进喷嘴的超音速排气稍微过度膨胀时形成马赫环，这意味着离开喷嘴的气体静压小于环境气压。 较高的环境压力压缩气流，并且由于废气流中产生的压力增加是绝热的，速度的降低导致其静态温度显着增加。 排气通常在气压较高的低海拔地区过度膨胀。

当流体流出喷嘴时，环境气压将压缩流体。 外部压缩是由与流动成一定角度的倾斜冲击波引起的。 压缩流通过普朗特-迈耶膨胀扇交替膨胀，每一个菱形都是由斜激波与膨胀扇配对形成的。 当压缩流变得平行于中心线时，会形成垂直于流动的激波，称为法向激波或马赫盘。 这定位了xxx个冲击钻石，它和喷嘴之间的空间称为静音区。

其中 x 是距离，D0 是喷嘴直径，P0 是流量压力，P1 是大气压。

当废气通过正常的激波时，其温度会升高，从而点燃多余的燃料并产生辉光，从而使激波钻石可见。 被照亮的区域显示为圆盘或菱形，并因此得名。

最终，流动膨胀到足以使其压力再次低于环境压力，此时膨胀扇从接触不连续点（流动的外边缘）反射。 反射波，称为压缩风扇，导致流动压缩。 如果压缩风扇足够强，就会形成另一个斜激波，形成第二个马赫盘和激波菱形。 如果气体是理想的且无摩擦的，圆盘和菱形的图案会无限重复； 然而，接触不连续处的湍流剪切会导致波型随距离消散。

当喷嘴膨胀不足（出口压力高于环境压力），在较高海拔的较低大气压力下，菱形图案也会类似地形成。 在这种情况下，首先形成膨胀扇，然后是斜激波。

马赫环最常与喷气和火箭推进有关，但它们也可以在其他系统中形成。

在输气管道排污期间可以看到马赫环，因为气体处于高压状态并以极快的速度从排污阀中排出。

观察到一些射电喷流，即类星体和射电星系发出的强大等离子体射流，具有规则间隔的增强无线电发射结。 喷流以超音速穿过太空中稀薄的气体大气层，因此可以假设这些结是冲击钻石。