Критическая скорость в гидромеханике – скорость течения среды v, равная местной скорости звука с в данной среде. Так для совершенного газа:

где p, ρ, S, T – соответственно давление, плотность, энтропия и температура газа, R – универсальная газовая постоянная, µ – молярная масса газа, γ = c_p/c_v – отношение теплоемкости при постоянных давлении и объеме.
Таким образом, критическая скорость определяемая условие v=c, v_кр=c_кр, характеризует переход дозвукового течения при v<с в сверхзвуковое течение при v>c.

Сначала довольно трудно представить себе течение с числом Маха, равным единице, около тела с ненулевой толщиной. При числе Маха, равном единице, плотность потока массы имеет максимум, т. е. при любом другом числе Маха количество массы, протекающее в единицу времени через заданное поперечное сечение, меньше, чем при числе Маха, равном единице. Когда мы говорим о теле, помещенном в параллельное течение, то всегда молчаливо предполагаем, что по мере удаления от тела линии тока все меньше и меньше отклоняются от параллельных прямых. Поэтому вполне естественно предположить, что поперечное сечение течения в том месте, где расположено обтекаемое тело, недостаточно для того, чтобы набегающая масса газа могла протекать мимо тела.
С другой стороны, нетрудно представить себе мысленные эксперименты, показывающие, что можно сколь угодно близко подойти к числу Маха, равному единице. Рассмотрим, например, модель, помещенную в закрытую аэродинамическую трубу, и пусть продувка этой модели производится при блокирующем числе Маха, т. е. при наивысшем возможном дозвуковом числе Маха.
В рассматриваемом случае, как и при течении через сопло Лаваля, должна возникнуть звуковая линия и притом выше по течению относительно самого узкого поперечного сечения. Звуковая линия проходит в основном поперек линий тока, но по мере удаления от модели поворачивается все больше и больше, отклоняясь в сторону течения. Это происходит потому, что волны Маха, исходящие от модели, заканчиваются на звуковой линии. Вверх по течению относительно звуковой линии получается дозвуковое, а вниз по течению — сверхзвуковое поле.
При обтекании равномерным сверхзвуковым потоком газа тупого внешнего угла (рисунок 1) происходит расширение газа, понижение в нем давления, температуры, плотности увеличение скорости.

Если поток газа до расширения имеет звуковую скорость V=a, то угол поворота потока в волне θ*  связан с числом Маха потока (после поворота) соотношением:

Заменяя криволинейную стенку многоугольником, можно приближенно рассчитать ее обтекание по приведенным выше формулам. Если же известно уравнение кривой, образующей стенку, то задача может быть решена точно, так как скорость и давление в любой точке поверхности будет определяться углом касательной к поверхности в данной точке по отношению к направлению скорости потока в начале волны расширения.

 

 

 

С появлением двигателей внутреннего сгорания тшательно изучалось явление распыления струй в карбюраторах. Металлические струи кумулятивных снарядов, разработанных во вторую мировую войну в качестве противотанкового оружия сейчас используются при проходке нефтянных скважин. В самое последнее время струи жидкости применяются для инъекций, струи из абразивных частиц - для сверления зубов. Метеоролагами открыты струйные потоки в стратосфере, скорость которых достигает 200-600 км/ч.

На бесконечном удалении от цилиндра направление вектора скорости потока V совпадает с положительным направлением оси OX. Определение плоского безвихревого движения невязкой и несжимаемой жидкости, вызываемого движением ограничивающих область течения контуров, сводится к решению некоторой задачи Дирихле.
Скорость частиц идеальной среды на участке AB уменьшается от V_∞ до 0. На участке BCD скорость изменяется в соответствии с выражением:

где θ– угол в полярной системе координат. Наибольшее значение скорости Vm=2 V_∞ достигается в точках С₁ и С₂ (рисунок 2).

 

На рисунке 3 представлено симметричное течение с числом Маха равном единице. Звуковая линия простирается от угловой точки В до бесконечности. Звуковая линия - линия вдоль которой М=1 и разделяет область с М>1 и М<1.