Der Brayton-Zyklus ist eine Art thermodynamischer Zyklus, der typischerweise verwendet wird, um die Funktionsweise von Gasturbinentriebwerken, Düsenflugzeugtriebwerken und anderen Turbinentriebwerken darzustellen. Der Brayton-Zyklus kann sowohl in Verbrennungsmotoren als auch in externen Verbrennungsmotoren verwendet werden. Der ursprüngliche Brayton-Zyklus-Motor bestand aus drei Grundkomponenten: einem Gaskompressor, einer Mischkammer und einem Expander. Heute wird der Brayton-Zyklus fast ausschließlich in Gasturbinentriebwerken verwendet, die typischerweise aus einem Gasverdichter, einem Brenner und einer Expansionsturbine bestehen. Die beiden Hauptanwendungen von Gasturbinentriebwerken sind die Stromerzeugung und der Antrieb von Düsenflugzeugen.
Der amerikanische Ingenieur George Brayton, der diesem Zyklus seinen Namen gab, entwickelte in den frühen 1870er Jahren einen Motortyp namens „Ready Motor“. Diese Motoren wurden hergestellt, um Aufgaben wie den Mühlenbetrieb und das Pumpen von Wasser zu erfüllen. Diese frühen Brayton-Zyklus-Motoren arbeiteten reibungslos und waren auch relativ effizient.
Der ursprüngliche Motor von Brayton erzeugte Energie, indem er Luft in einen Kolbenkompressor saugte, wo er durch Kompression erhitzt wurde, bevor er in eine Mischkammer gelangte. In der Mischkammer angekommen, wurde die heiße Druckluft mit Kraftstoff vermischt und einem Expansionszylinder zugeführt, wo sie gezündet wurde. Die Zündung des Kraftstoff-Luft-Gemischs im Expansionszylinder würde bewirken, dass sich die komprimierte Luft ausdehnt und genügend Energie erzeugt, um eine Kolben- und Kurbelwellenbaugruppe zu drehen. Ein Teil der dabei gewonnenen Energie wurde auch für den Betrieb des Verdichterkolbens verwendet.
Der Brayton-Zyklus war die Grundlage für den ersten Zweitakt-Verbrennungsmotor mit Dauerzündung. Dieser kontinuierliche Verbrennungsprozess wurde später bei der Entwicklung des Gasturbinentriebwerks verwendet, das in modernen Düsenflugzeugen verwendet wird. Der Brayton-Zyklus zeigte, dass die Einführung von Kraftstoff mit einer kontrollierten Rate während des Verbrennungszyklus letztendlich mehr Energie pro verbrauchter Kraftstoffeinheit erzeugen würde. Braytons Ready Motor wurde von vielen als der erste praktische und sichere Ölmotor angesehen. Ein Brayton-Motor wird im American History Museum des Smithsonian Institute in den USA aufbewahrt