Una onda de choque oblicuo, a diferencia de una onda de choque normal, está inclinada en dirección aguas arriba del flujo. Ocurre cuando un flujo supersónico encuentra una esquina que eficazmente gira el flujo hacia sí mismo y lo comprime.Las líneas de flujo hacia arriba son desviadas uniformemente después de la ola del choque. La manera más común para producir una onda de choques oblicuos es colocar una cuña dentro del flujo supersónico y compresible. Similar a una onda de choques normales, la onda de choques oblicuos consta de una región muy delgada a través de la cual ocurren cambios casi discontinuos en las propiedades termodinámicas de un gas. Mientras en un choque normal el flujo en dirección aguas arriba y aguas abajo no presentan cambios, son diferentes para un flujo a través de una onda de choques oblicuos.
Siempre es posible convertir un choque oblicuo a un choque normal a través de una transformación galileana.
Dados el número de Mach, M1; el ángulo de deflección, θ; el ángulo de choque, β; y el número de Mach aguas abajo, M2, puede ser calculado. A diferencia de un choque normal, donde M2 siempre debe ser menor a 1; en un choque oblicuo, M2 puede ser supersónico (onda de choque débil) or subsónico (onda de choque fuerte). Soluciones débiles se observan a menudo en geometrías de flujo abiertas a la atmósfera (tal como al exterior de un vehículo de vuelo). Soluciones fuertes pueden ser observadas en geometrías confinadas (tal como dentro de una boquilla de entrada). Las soluciones fuertes son requeridas cuando el flujo necesita coincidir con la condición de alta presión aguas abajo. Los cambios discontinuos también ocurren en la presión, densidad y temperatura, los cuales se elevan aguas abajo de la onda del choque oblicuo.
Usando la ecuación de continuidad y el hecho de que el componente tangencial de la velocidad no cambia a través del choque, las relaciones trigonométricas eventualmente nos llevan a la ecuación θ-β-M la cual nos muestra θ en función de M1 β, y ɣ, donde ɣ es el Coeficiente de dilatación adiabática.
Es más intuitivo querer solucionar β en función de M1 y θ, pero esta aproximación es más complicada, los resultados de los cuales son a menudo contenidos en tablas o calculados a través de un método numérico.
Dentro de la ecuación θ-β-M, un ángulo máximo, θMAX, existe para cualquier número de Mach aguas arriba. Cuándo θ > θMAX, la onda de choque oblicuo ya no está sujetada a la esquina y es reemplazada por un un arco de choque separado. Un diagrama θ-β-M, común en la mayoría de libros de texto comprensibles de flujo, muestra una serie de curvas que indicarán θMAX para cada número de Mach. La relación θ-β-M producirá dos ángulos β por cada θ y M1 dados, con el ángulo más largo llamado un choque fuerte y el más pequeño llamado un choque débil. El choque débil casi siempre es visto experimentalmente.
El aumento en presión, densidad, y temperatura después de un choque oblicuo puede ser calculado como se muestra a continuación:
M2 se soluciona como sigue:
Los choques oblicuos son a menudo preferibles en aplicaciones de ingeniería cuando son comparados con choques normales. Esto puede ser atribuido al hecho de que utilizar uno o una combinación de ondas de choque oblicuo resulta en condiciones post-choque más favorables. (menor incremento en entropía, menor pérdida de presión estancada, etc) cuando es comparado al uso de un solo choque normal. Un ejemplo de está técnica se puede ver en el diseño de la admisión del motor supersónico de una aeronave o entradas supersónicas. Un tipo de estás entradas es la forma de cuña para comprimir el flujo de aire hacia la cámara de combustión mientras se minimizan las pérdidas termodinámicas. La admisión de los motores de las más recientes aeronaves supersónicas fueron diseñados usando la compresión de un solo choque normal, pero este acercamiento finaliza el máximo número de Mach alcanzable aproximadamente a 1.6. El Concorde (Cuyo primer vuelo fue en 1969) uso geometría variable de admisión en forma de cuña para alcanzar la velocidad máxima de Mach de 2.2. Un diseño similar fue usado en el F-14 Tomcat (El F14-D fue entregado por primera vez en 1994) que alcanzó una máxima velocidad de Mach de 2.34.
Muchas alas de aeronaves supersónicas son diseñadas alrededor de una forma delgada de diamante. Al colocar un objeto en forma de diamante en el ángulo de ataque relativo a las lineas de flujo supersónico resultará en dos choques oblicuos propagados desde la punta frontal, sobre la parte superior y el fondo de la ala. Con los ventiladores de expansión de Prandtl-Meyer creados en las dos esquinas de los diamantes más cercanos a la punta frontal. Cuando son correctamente diseñados, se genera elevación.
Cuando el número de Mach aguas arriba se hace cada vez más hipersónico, las ecuaciones para la presión, densidad y temperatura después de la onda de choque oblicuo alcanzan un límite matemático. Los ratios de presión y densidad entonces se pueden expresar como:
Para una aproximación atmosférica de gas perfecta usando γ = 1.4, el límite hipersónico para el ratio de la densidad es 6. Aun así, la disociación post-choque hipersónica de O2 y N2 hacia O y N baja γ, permitiendo mayores ratios de densidad en la naturaleza. El ratio de la temperatura hipersónica es: