Le cycle de Brayton est un type de cycle thermodynamique généralement utilisé pour décrire le fonctionnement des moteurs à turbine à gaz, des moteurs d’avion à réaction et d’autres moteurs à turbine. Le cycle de Brayton peut être utilisé aussi bien dans les moteurs à combustion interne que dans les moteurs à combustion externe. Le moteur à cycle Brayton original se composait de trois composants de base: un compresseur à gaz, une chambre de mélange et un détendeur. Aujourd’hui, le cycle de Brayton est utilisé presque exclusivement dans les moteurs à turbine à gaz, qui se composent généralement d’un compresseur à gaz, d’un brûleur et d’une turbine de détente. Les deux utilisations principales des moteurs à turbine à gaz sont la production d’électricité et la propulsion des avions à réaction.
L’ingénieur américain George Brayton, qui a donné son nom à ce cycle, a développé un type de moteur appelé «Ready Motor» au début des années 1870. Ces moteurs ont été produits pour effectuer des tâches telles que le fonctionnement du moulin et le pompage de l’eau. Ces premiers moteurs à cycle Brayton fonctionnaient sans à-coups et étaient également relativement efficaces.
Le moteur original de Brayton produisait de l’énergie en aspirant de l’air dans un compresseur à piston, où il était chauffé par compression avant de passer à une chambre de mélange. Une fois arrivé dans la chambre de mélange, l’air comprimé chaud était mélangé au carburant et envoyé dans un cylindre d’expansion où il était enflammé. L’allumage du mélange de carburant et d’air dans le cylindre d’expansion provoquerait la dilatation de l’air comprimé et produirait suffisamment d’énergie pour faire tourner un ensemble piston et vilebrequin. Une partie de l’énergie produite par ce processus a également été utilisée pour faire fonctionner le piston du compresseur.
Le cycle de Brayton a été à la base du premier moteur à combustion à deux temps à allumage continu. Ce processus de combustion continue a ensuite été utilisé dans le développement du moteur à turbine à gaz utilisé dans les avions à réaction modernes. Le cycle de Brayton a démontré que l’introduction de carburant à un taux contrôlé pendant le cycle de combustion produirait finalement plus d’énergie par unité de carburant consommée. Le moteur Ready de Brayton était considéré par beaucoup comme le premier moteur à huile pratique et sûr. Un moteur Brayton est conservé au American History Museum du Smithsonian Institute aux États-Unis