A medição da velocidade do ar em fluxo supersônico é qualitativamente diferente do fluxo subsônico. No fluxo supersônico, uma onda de choque em arco é formada à frente do tubo pitot. Como consequência, a pressão total medida no nariz da sonda pitot em fluxo supersônico não será o mesmo valor associado à pressão de fluxo livre. É por isso que uma teoria de onda de choque separada é aplicada para relacionar a medição do tubo pitot a um número de Mach de fluxo livre
A fórmula de Rayleigh pitot relaciona a pressão de Pitot (pressão de estagnação a jusante do choque normal) e a pressão estática de fluxo livre ao número Mach de fluxo livre. Portanto, é usado para calcular o número de Mach do fluxo a montante quando a pressão pitot e a pressão estática de fluxo livre são conhecidas.