เพชรช็อก (หรือที่รู้จักกันในชื่อเพชรมัคหรือเพชรแรงขับและที่พบได้น้อยคือดิสก์มัค ) คือรูป แบบ คลื่นนิ่งที่ปรากฏในไอเสียความเร็วเหนือเสียง ของระบบขับเคลื่อนในอวกาศ เช่นเครื่องยนต์เจ็ทความเร็ว เหนือ เสียง จรวดแรมเจ็ทหรือสแครมเจ็ทเมื่อทำงานในบรรยากาศ “เพชร” เหล่านี้แท้จริงแล้วคือสนามการไหลที่ซับซ้อนซึ่งมองเห็นได้จากการเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันของความหนาแน่นและความดันในพื้นที่ขณะที่ไอเสียผ่านชุดคลื่นช็อก นิ่ง และพัดลมขยายตัวนักฟิสิกส์เอิร์นส์ มัคเป็นคนแรกที่อธิบายถึงคลื่นช็อกที่รุนแรงตั้งฉากกับทิศทางการไหลของของเหลว ซึ่งการมีอยู่ของคลื่นช็อกนี้ทำให้เกิดรูปแบบเพชร^{[ 1 ] : 48}

เพชรช็อกเกิดขึ้นเมื่อไอเสียความเร็วเหนือเสียงจากหัวฉีดขับเคลื่อนขยายตัวมากเกินไปเล็กน้อย ซึ่งหมายความว่าความดันสถิตของก๊าซที่ออกจากหัวฉีดน้อยกว่าความดันอากาศ โดยรอบ ความดันอากาศโดยรอบที่สูงกว่าจะบีบอัดการไหล และเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของความดันที่เกิดขึ้นใน กระแส ไอเสียเป็นแบบอะเดียแบติก การลดลงของความเร็วทำให้อุณหภูมิสถิตเพิ่มขึ้นอย่างมาก^{[ 2 ]}โดยทั่วไปไอเสียจะขยายตัวมากเกินไปที่ระดับความสูงต่ำซึ่งความดันอากาศสูงกว่า

เมื่อกระแสไหลออกจากหัวฉีด ความดันอากาศโดยรอบจะบีบอัดกระแสไหล^{[ 2 ]}การบีบอัดภายนอกเกิดจากคลื่นกระแทกเฉียงที่ทำมุมกับกระแสไหล กระแสไหลที่ถูกบีบอัดจะขยายตัวสลับกันโดยพัดลมขยายตัวของ Prandtl-Meyerและแต่ละรูปเพชรจะเกิดขึ้นจากการจับคู่ของคลื่นกระแทกเฉียงกับพัดลมขยายตัว เมื่อกระแสไหลที่ถูกบีบอัดขนานกับเส้นศูนย์กลาง คลื่นกระแทกที่ตั้งฉากกับกระแสไหลจะก่อตัวขึ้น เรียกว่าคลื่นกระแทกปกติหรือจาน Machซึ่งจะระบุตำแหน่งของรูปเพชรคลื่นกระแทกแรก และพื้นที่ระหว่างนั้นกับหัวฉีดเรียกว่า "โซนแห่งความเงียบ" ^{[ 3 ]}ระยะทางจากหัวฉีดไปยังรูปเพชรคลื่นกระแทกแรกสามารถประมาณได้โดย ที่คือระยะทางคือเส้นผ่านศูนย์กลางของหัวฉีดคือความดันในห้อง และคือความดันบรรยากาศ^{[ 3 ]}$${\displaystyle x=0.67D_{0}{\sqrt {\frac {P_{0}}{P_{1}}}},}$$${\displaystyle x}$${\displaystyle D_{0}}$${\displaystyle P_{0}}$${\displaystyle P_{1}}$

เมื่อไอเสียผ่านคลื่นกระแทกปกติ อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้น ทำให้เชื้อเพลิงส่วนเกินลุกไหม้และเกิดแสงเรืองๆ ที่ทำให้มองเห็นเพชรกระแทกได้^{[ 2 ]}บริเวณที่สว่างจะปรากฏเป็นวงกลมหรือรูปเพชรจึงเป็นที่มาของชื่อเฉพาะนี้

ในที่สุดการไหลจะขยายตัวมากพอจนความดันต่ำกว่าความดันบรรยากาศอีกครั้ง ณ จุดนั้น พัดลมการขยายตัวจะสะท้อนจากจุดไม่ต่อเนื่องของการสัมผัส (เช่น ขอบด้านนอกของการไหล) คลื่นสะท้อนที่เรียกว่าพัดลมการบีบอัดจะทำให้การไหลถูกบีบอัด^{[ 2 ]}หากพัดลมการบีบอัดมีความแรงมากพอ คลื่นกระแทกเฉียงอีกคลื่นหนึ่งจะก่อตัวขึ้น ทำให้เกิดจาน Mach และเพชรกระแทกที่สอง รูปแบบของจานและเพชรจะซ้ำไปเรื่อยๆ อย่างไม่มีที่สิ้นสุดหากก๊าซเป็นอุดมคติและไม่มีแรงเสียดทาน^{[ 2 ]}อย่างไรก็ตาม แรงเฉือน แบบปั่นป่วนที่จุดไม่ต่อเนื่องของการสัมผัสทำให้รูปแบบคลื่นสลายไปตามระยะทาง^{[ 4 ]}

รูปแบบเพชรสามารถเกิดขึ้นได้เช่นเดียวกันเมื่อหัวฉีดขยายตัวไม่เต็มที่ (กล่าวคือ ความดันทางออกสูงกว่าความดันบรรยากาศ) ในสภาพแวดล้อมที่มีความดันบรรยากาศต่ำกว่าที่ระดับความสูงที่สูงขึ้น ในกรณีนี้ พัดลมการขยายตัวจะเกิดขึ้นก่อน ตามด้วยคลื่นกระแทกเฉียง^{[ 2 ]}

โครงสร้างรูปทรงเพชรจากการกระแทกมักพบได้ในระบบขับเคลื่อนด้วยไอพ่นและจรวด แต่ก็สามารถเกิดขึ้นในระบบอื่นๆ ได้เช่นกัน

เมื่อปืนใหญ่ถูกยิง ก๊าซจะพุ่งออกจากปากกระบอกปืนด้วยความเร็วเหนือเสียงและก่อให้เกิดกลุ่มของคลื่นกระแทก กลุ่มคลื่นกระแทกเหล่านี้ทำให้เกิดแสงวาบที่ปากกระบอกปืนซึ่งสามารถเปิดเผยตำแหน่งของป้อมปืนให้ศัตรูทราบได้ พบว่าเมื่ออัตราส่วนระหว่างความดันการไหลและความดันบรรยากาศใกล้เคียงกัน ซึ่งสามารถทำได้โดยใช้ตัวลดแสงวาบกลุ่มคลื่นกระแทกจะลดลงอย่างมาก การเพิ่มเบรกปากกระบอกปืนที่ปลายกระบอกปืนจะช่วยปรับสมดุลความดันและป้องกันการเกิดกลุ่มคลื่นกระแทก^{[ 1 ] : 41}

เจ็ตวิทยุบางส่วน—เจ็ตพลาสมาทรงพลังที่พุ่งออกมาจากควาซาร์และกาแล็กซีวิทยุ —ถูกสังเกตว่ามีกลุ่มการปล่อยคลื่นวิทยุที่เพิ่มขึ้นเป็นระยะๆ^{[ 1 ] : 68} เจ็ตเหล่านี้เคลื่อนที่ด้วยความเร็วเหนือเสียงผ่าน "ชั้นบรรยากาศ" บางๆ ของก๊าซในอวกาศ^{[ 1 ] : 51} ดังนั้นจึงมีการตั้งสมมติฐานว่ากลุ่มเหล่านี้คือเพชรช็อก^{[ 5 ] [ 6 ]}

• ดัชนีบทความด้านการบิน
• กลุ่มควัน (อุทกพลศาสตร์)
• หัวฉีดเครื่องยนต์จรวด

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับเพชรช็อก (Shock diamonds )

• "การระเบิดของมีเทน" - การก่อตัวของโครงสร้างรูปเพชรจากการกระแทกในเครื่องยนต์มีเทนของนาซาที่สร้างโดยXCOR Aerospaceเว็บไซต์นาซา 4 พฤษภาคม 2550
• "Shock Diamonds and Mach Disks" - ลิงก์นี้มีแผนภาพที่เป็นประโยชน์ Aerospaceweb.org เป็นเว็บไซต์ไม่แสวงหาผลกำไรที่ดำเนินการโดยวิศวกรและนักวิทยาศาสตร์ในสาขาการบินและอวกาศ