马赫环，又称马赫盘或马赫碟，是流体力学中的一个现象，以奥地利物理学家恩斯特·马赫的名字命名。这个现象主要在超音速流动中观察到，特别是当物体以超过声速的速度运动时，在其周围形成的激波系统中出现。

马赫环的形成

当物体以超音速运动时，它会扰动周围的空气，产生一系列复杂的气流变化。这些变化包括前部的压缩波和后部的膨胀波。在某些特定条件下，这些波动会在物体的尾部形成一系列环状结构，即所谓的马赫环。这些环通常呈现出明亮的轮廓，因为它们位于强烈的密度梯度区域，使得光线折射效果更加明显。

物理意义

马赫环不仅是超音速飞行的一个显著特征，而且对于理解超音速流动的基本机制具有重要意义。通过研究马赫环，科学家和工程师可以更好地理解激波与物体表面相互作用的过程，这对于设计更高效的超音速飞机和导弹至关重要。

应用领域

在航空工程中，马赫环的研究有助于优化飞机的设计，减少飞行过程中产生的阻力，提高燃油效率。此外，这一现象也在航天器再入大气层的过程中被观测到，对研究再入过程中的热防护系统设计也具有重要价值。

总之，马赫环不仅是流体力学中的一个重要现象，也是连接理论研究与实际应用的桥梁，对于推动人类探索高速飞行技术的发展具有不可忽视的作用。