La medición de la velocidad del aire en el flujo supersónico es cualitativamente diferente del flujo subsónico. En el flujo supersónico, se forma una onda de choque de arco delante del tubo de Pitot. Como consecuencia, la presión total medida en la punta de la sonda Pitot en flujo supersónico no será el mismo valor que el asociado con la presión de la corriente libre. Es por eso que se aplica una teoría de ondas de choque separada para relacionar la medición del tubo de Pitot con un número de Mach de flujo libre
La fórmula de Rayleigh Pitot relaciona la presión de Pitot (presión de estancamiento aguas abajo del choque normal) y la presión estática de la corriente libre, con el número de Mach de la corriente libre. Por lo tanto, se utiliza para calcular el número de Mach de flujo aguas arriba cuando se conocen la presión de Pitot y la presión estática de flujo libre.