Una pequeña perturbación de presión se propaga por el aire en reposo en todas direcciones y a la velocidad constante del sonido, formando onda esférica que se ira alejando del emisor.Si suponemos que un cuerpo se mueve con
velocidad subsónica uniforme y que las perturbaciones originadas por el movimiento sean muy pequeñas de manera que puedan ser tratadas como ondas de sonido, en cada punto de contacto del cuerpo con el aire previamente en reposo,
estas se transforman en fuentes de alteración de la presión que se propaga a la velocidad del sonido.Desde que la velocidad del sonido es mayor que la del móvil, el frente de ondas producido se mantiene delante de el.Considerando el caso del cuerpo que se mueve a mayor velocidad que la del sonido, en cada instante este se encontrara delante de las ondas que el mismo produjera. Las diferentes ondas de perturbación estarán envueltas por una superficie cónica llamada cono de Mach. La superficie cónica de separación forma un frente de ondas denominado onda de Mach que es una débil onda de compresión.Una onda de detonación, explosión y el sistema de ondas que se forma en la punta de un proyectil que se mueve a velocidad supersónica generan frentes de ondas muy definida que se denomina onda de choque. Al atravesar una onda de choque. Al atravesar una onda de choque se
observa un aumento alto de la presión, así como de la densidad y la temperatura y una disminución de la velocidad. Las ondas de choque fotografiada con interferómetro, muestran que estas tienen un pequeño espesor, desde infracciones de milímetro al nivel del mar hasta pocos milímetros en cotas estratosféricas.La formación de este complejo de ondas, originadas por un avión en vuelo supersónico requiere una altísima energía que debe ser provista por el mismo dando origen a una importante resistencia aerodinámica llamada resistencia de onda. Esta resistencia se puede verificar con el avión en vuelo subsónico elevado, porque la disposición de algunos superficie como el dorso del ala, puede hacer que el aire en algunos puntos alcance velocidades supersónicas.La aparición de ondas de choque produce cambios importantes en el comportamiento en vuelo del avión que atraviesa la zona de velocidad transonica, cambios inesperados de actitud por variaciones bruscas de la sustentación,
perturbaciones serias en la maniobrabilidad del avión  (por efectos sobre las superficies de control) vibraciones de cola o en todo el avión.Conos de Mach y estampidos sónicos Cualquier objeto que vuele en el aire perturba el aire circundante. Las ondas sónicas se radiaran hacia afuera del avión como rizos, comenzando a empujar el aire de adelante fuera de su trayectoria y quedando comprimidas delante del avión.

El avión volara tan rápidamente como las ondas cónicas que produce, por lo que no se oirá su ruido, desde delante, cuando se aproxime.A velocidades supersónicas, el avión llega antes que las ondas cónicas y la compresión de esta forma una onda de choque cónica que se radia hacia afuera del avión, arrastrándose detrás como estela tridimensional de la nave.Al igual que la estela de un buque, la onda de choque va desapareciendo a medida que se aleja. El cono representa un área de altísima presiones y cuando choca con el suelo se oye como estampido.El Condorde produce en realidad dos ondas de choque una desde la proa y otra desde la cola, lo que le hace tener un característico sonido de ?doble estampido?.

Cuando un avión vuela a velocidades subsónica, el aire que se encuentra por delante de el esta ?avisado? de la llegada del avión por un cambio de presión que se transmite delante del avión a la velocidad del sonido. A causa de este aviso el aire empieza a apartarse antes de que llegue el avión y esta preparado para dejarlo pasar fácilmente. Si este avión vuela a velocidades
supersónicas el aire situado por delante de el no recibe ningún aviso de la llegada del avión porque el avión avanza a mas velocidad que sus ondas de presión. Los cambios en la presión del sonido solo se perciben en una región de forma cónica situada detrás del morro del avión. Como el aire no esta preparada para la llegada del avión deberá hacerse a un lado bruscamente para dejarlo pasar. Este brusco desplazamiento del aire se realiza mediante una onda de choque.La analogía con las ondas en el agua ofrece una buena imagen física del sistema de aviso subsónico y de la formación de choque supersónico. Si se dejan caer guijarros en un estanque de agua tranquila, a razón de uno por segundo desde el  mismo punto, cada guijarro crea onda en la superficie del agua que se expande incrementando constantemente su radio.Esto es similar al tren de ondas sonoras
producidas por un avión que permanece en la pista antes del despegue. Aunque no pueda ver el avión, su presencia esta señalada por esas expansivas de sonido del motor.Supongamos ahora nos movemos lentamente sobre el estanque, dejando caer guijarros a intervalos regulares. La imagen de las ondas cambia a la que vemos en la figura (2-21). Cada guijarro produce
igualmente una onda circular, pero los círculos se van reuniendo en el lado hacia el cual nos estamos  midiendo, el centro de cada circulo sucesivo esta desplazado del centro del precedente por una distancia proporcional a la velocidad a la cual desplazamos sobre el agua. Este tren de ondas es similar al tren de ondas cónicas que se forman alrededor de un avión
cuando esta volando  velocidad subsónica. El aire situado por delante del avión es avisado de la inminente llegada de este y el tiempo de aviso disminuye al aumentar la velocidad del avión. Cuando el avión esta volando exactamente a la velocidad del sonido, el tiempo de aviso es cero. El tren de ondas correspondientes el estanque es el que vemos en la figura (2-22)..Si nos movemos sobre la superficie del agua a una velocidad superior a la velocidad de expansión de las ondas, la imagen del tren de ondas es claramente diferentes de los trenes de ondas formadas anteriormente. Los círculos pequeños no esta situado por completo dentro de
los grandes. Ahora todos los círculos están incluidos dentro de una región con forma de cuña como vemos figura  (2-23). Esto es similar al tren de ondas cónicas creadas por un aeroplano que vuela a velocidad supersónica. De hecho, el avión es una perturbación continua en el aire, en lugar de ser una perturbación intermitente como los guijarros, que caen en el estanque. Por tanto,
en lugar de varios circulos, lo que existe es una sucesión ininterrumpida de innumerables círculos. La cuña de la superficie del estanque es similar a una sección de cono formado por el avión en el aire. La  Figura  (2-24)indica que hay un desbordamiento y una interferencia continuos entre los círculos de las ondas, podríamos sospechar que esta interferencia haría cambiar
la forma de los aviones. De hecho es así.Si el avión es muy fuselado y tiene un morro muy agudo, entonces el aire no tiene que desplazarse de golpe a una gran distancia para dejar pasar el avión. En este caso la interferencia entre ondas cónicas es ligera, la forma del fuselaje esta definida por el ángulo de Mach u. En la figura vemos el ángulo de Mach es el ángulo cuyo seno trigonométrico es el cociente entre la velocidad del sonado y la velocidad del cuerpo, o C/V.Entonces el ángulo de Mach es de 90 grados a 1.0 Mach, 30 grados y 10 grados a 5,75 Mach.Esta envolvente recibe el nombre de línea de Mach en dos dimensiones o cono de Mach en tres dimensiones.

Esta claro ahora que las ondas se forman alrededor de cualquier perturbación que se produzca en una corriente supersónica de aire. El tipo de ondas formada depende de la influencia que, en nuestro caso, es un aeroplano su forma determina la situación y
características de las ondas formadas. Existirá una onda de cualquier tipo cada vez que el aire tenga que cambiar de dirección. La onda causada por una perturbación leve fue definida como una onda de Mach. El aire pasa a través de una onda de Mach sufre un pequeño aumento en temperatura y presión y una pequeña disminución de velocidad. La envolvente de una línea de Mach
causada por una pequeña perturbación en tres dimensiones tiene forma cónica y se llama cono de Mach (fig 2-25). La envuelta de un ala muy delgada es una cuña sobre la mayor parte de la envergadura asociada en cada punta a un cono de Mach(2-26). El
ápice de los conos y el diedro que forma la arista de la cuña es precisamente el ángulo de Mach u.No esta de mas resaltar que las ondas de Mach están asociadas solamente con cambios muy pequeños o graduados en la dirección del flujo del aire pasa.
Los cuerpos que son lo bastante pequeños para producir ondas de Mach son demasiado delgados para ser incorporados en un aeroplano moderno. Muchas partes de un aeroplano deben ser demasiado gruesas, en vez de eso crean ondas de choque. Estas ondas de choque se forman por la interferencia de las ondas  cónicas mencionadas durante la comparación con las ondas del estanque. Las ondas de choque son como ondas de Mach en las que la presión y la temperatura del aire que pasa a través aumentan muy bruscamente mientras que la  velocidad disminuye. No obstante, la magnitud de estos cambios al cruzar una onda de choque es muy superior a la magnitud de estos cambios al cruzar una onda de Mach.La diferencia entre la magnitud de estos cambios es la diferencia esencial entre la onda de Mach y la onda de choque. Como la resistencia aerodinámica de un objeto depende de la presión de la superficie, la resistencia causada por una onda de choque es muy elevada en comparación con la causada por una onda de Mach en el mismo cuerpo. Fundamentalmente una onda de Mach puede ser comparada con una onda de choque débil en la cual el aire sufre los mínimos cambios de presión, temperatura y velocidad.La magnitud de los cambios en estas propiedades es utilizada para medir la fuerza de la onda de choque. Esta fuerza depende del ángulo de la onda de choque con la corriente libre de aire y con el numero de Mach de la corriente libre. Las ondas de coque fuertes están asociadas a una elevada resistencia aerodinámica. Las ondas de choque mas fuertes son las ondas de choque frontales o normales, llamadas así porque se forman perpendicularmente a la corriente libre.Todas la ondas de choque que forman un ángulo de menos de 90 grados con la corriente libre son llamadas ondas de choque oblicuas (figu 2-27).La onda de Mach y la onda de choque son ondas de compresión. Hay también una onda de expansión o en abanico, que tiene las características opuestas a las ondas de compresión. Al pasar por una onda de expansión la velocidad del aire aumenta, mientras disminuyen la temperatura y la presión. Las ondas de expansión que aparecen donde los cuerpos empiezan a estrecharse, dejando mas espacio que ocupar el aire que pasa,(figura 2-28), vemos una típica onda de expansión en abanico, o un sistema de ondas de expansión. Como la compresión y la expansión son opuestas por naturaleza,  tienden anularse mutuamente cuando se cortan, y la fuerza del choque se reducen
consecuentemente.  En la figura(2-29) vemos un tren de ondas completo sobre un perfil alar en doble cuña. El perfil alar tiene un ángulo de ataque nulo. Las ondas de choque se forman en el borde de ataque y en la salida, mientras que las ondas expansión se forman en los ángulos de los planos o discontinuidades. Para generar sustentación el perfil debe tener un pequeño ángulo de ataque, el tren de ondas resultante es el que vemos en la cuando el ángulo de ataque es relativamente grande.

FIGURA 2-25 CONO DE MACH

FIGURA 2-25 ONDAS DE MACH Y CONOS DE MACH

FIGURA 2-27 TIPOS DE ONDAS DE CHOQUE

FIGURA 2-28 ONDAS DE EXPANSION

Ejempo de ondas en un pèrfil de doble cuña, angulo de ataque 0  grados