A fórmula pode ser derivada igualando o peso ($ W $) de um avião com o aumento máximo ($ L $) gerado por suas asas. Não tenho conhecimento de nenhum nome especial para isso.
$$ W = L \\ m \ cdot g = \ frac {\ rho_ {min}} {2} \ cdot V ^ 2 \ cdot S \ cdot c_ {L, max} $$
Substituindo a velocidade da aeronave por uma expressão contendo o número Mach ($ a $ é a velocidade local do som), $$ V = Mach \ cdot a $$ e resolvendo pela densidade, você obtém a fórmula na resposta de Peter:
$$ \ rho_ {min} = \ frac {2 \ cdot m \ cdot g} {(Mach ^ 2 \ cdot c_L) _ {max} \ cdot um ^ 2 \ cdot S} $$
Em altas velocidades, o coeficiente de sustentação máximo não é constante. Essa é a razão pela qual o número Mach e o coeficiente máximo de sustentação são escritos juntos em um termo: $ (Mach ^ 2 \ cdot c_L) _ {max} $. Para voar o mais alto possível, esse termo precisa ser maximizado.
Com aerofólios supercríticos , você gera menos arrasto e pode, portanto, voar em números de Mach mais altos, aumentando este termo.
Eu não acho que o valor 0,4 seja um limite físico. Provavelmente, é apenas um valor empírico que leva em conta muitas restrições do mundo real (se houver uma limitação física, ficaria feliz em ler uma resposta explicando isso). Se você calcular $ (Mach ^ 2 \ cdot c_L) _ {max} $ usando os dados U-2 você recebe na verdade, um valor próximo a ele.