Die Fluggeschwindigkeitsmessung im Überschallstrom unterscheidet sich qualitativ vom Unterschallstrom. Bei Überschallströmung wird vor dem Staurohr eine Bugstoßwelle gebildet. Infolgedessen ist der an der Nase der Pitot-Sonde im Überschallstrom gemessene Gesamtdruck nicht der gleiche Wert wie der mit dem Druck des freien Stroms verbundene. Aus diesem Grund wird eine separate Stoßwellentheorie angewendet, um die Pitotrohrmessung mit einer Mach-Zahl im freien Strom in Beziehung zu setzen
Die Rayleigh-Pitot-Formel bezieht den Pitot-Druck (Staudruck stromabwärts des normalen Stoßes) und den statischen Freestream-Druck auf die Freestream-Mach-Zahl. Daher wird es verwendet, um die Machzahl des stromaufwärtigen Flusses zu berechnen, wenn der Pitotdruck und der statische Druck des freien Stroms bekannt sind.