Das Prinzip, das von einem Gasturbinentriebwerk verwendet wird, da es Kraft zum Bewegen eines Flugzeugs bereitstellt, basiert auf dem dritten Newtonschen Gesetz. Dieses Gesetz besagt, dass es für jede Aktion eine gleiche und entgegengesetzte Reaktion gibt; Wenn also der Motor eine Luftmasse beschleunigt (Aktion), übt er eine Kraft auf das Flugzeug aus (Reaktion).
Der Turbofan erzeugt Schub, indem er einer großen Luftmenge eine relativ langsamere Beschleunigung verleiht. Das alte reine Turbojet-Triebwerk erreicht Schub, indem es einer kleineren Luftmenge eine größere Beschleunigung verleiht. Dies war das Hauptproblem mit Kraftstoffverbrauch und Lärm.
Die Luftmasse wird innerhalb des Motors durch die Verwendung eines kontinuierlichen Strömungszyklus beschleunigt. Umgebungsluft tritt in den Einlassdiffusor ein, wo sie aufgrund des Staueffekts Temperatur-, Druck- und Geschwindigkeitsänderungen ausgesetzt ist. Der Kompressor erhöht dann mechanisch Druck und Temperatur der Luft. Die Luft strömt mit konstantem Druck weiter zum Brennerabschnitt, wo ihre Temperatur durch die Verbrennung von Brennstoff erhöht wird. Die Energie wird dem heißen Gas entzogen, indem es durch eine Turbine expandiert, die den Kompressor antreibt, und indem es durch eine Abgasdüse expandiert, die so ausgelegt ist, dass sie das Abgas mit hoher Geschwindigkeit ausstößt, um Schub zu erzeugen.
Die Hochgeschwindigkeitsgase aus dem Triebwerk können als kontinuierlich betrachtet werden, wobei sie diese Kraft auf das Flugzeug übertragen, in dem es installiert ist, wodurch Schub erzeugt wird. Die Schubformel lässt sich aus dem zweiten Newtonschen Gesetz ableiten, das besagt, dass die Kraft proportional zum Produkt aus Masse und Beschleunigung ist.
Dieses Gesetz wird in der Formel ausgedrückt: F = M × A wobei; F = Kraft in Pfund, M = Masse in Pfund pro Sekunde, A = Beschleunigung in Fuß pro Sekunde.
In der obigen Formel ist Masse ähnlich wie Gewicht, aber es ist eigentlich eine andere Größe. Masse bezieht sich auf die Menge an Materie, während sich Gewicht auf die Anziehungskraft der Schwerkraft auf diese Menge an Materie bezieht. Auf Meereshöhe unter Standardbedingungen hat 1 Pfund Masse ein Gewicht von 1 Pfund. Um die Beschleunigung einer bestimmten Masse zu berechnen, wird die Gravitationskonstante als Vergleichseinheit verwendet. Die Schwerkraft beträgt 32,2 Fuß pro Quadratsekunde (ft/sec²). Dies bedeutet, dass ein frei fallendes 1-Pfund-Objekt jede Sekunde, in der die Schwerkraft auf es einwirkt, mit einer Geschwindigkeit von 32,2 Fuß pro Sekunde beschleunigt. Da die Masse des Objekts 1 Pfund wiegt, was auch die tatsächliche Kraft ist, die ihm durch die Schwerkraft verliehen wird, kann angenommen werden, dass eine Kraft von 1 Pfund ein 1-1-Objekt mit einer Geschwindigkeit von 32,2 ft/sec² beschleunigt. F/M = A/G oder F = MA/G wobei: F = Kraft M = Masse A = Beschleunigung G = Gravitation.
Bei jeder Formel, die Arbeit beinhaltet, muss der Zeitfaktor berücksichtigt werden. Es ist praktisch, alle Zeitfaktoren in äquivalenten Einheiten zu haben (dh Sekunden, Minuten oder Stunden). Bei der Berechnung des Strahlschubs ist der Begriff „Pfund Luft pro Sekunde“ praktisch, da die Sekunde dieselbe Zeiteinheit ist, die für die Schwerkraft verwendet wird.
