L'efficacité thermique est un facteur primordial dans la performance des turbines à gaz. C'est le rapport entre le travail net produit par le moteur et l'énergie chimique fournie sous forme de carburant. Les trois facteurs les plus importants affectant le rendement thermique sont la température d'entrée de la turbine, le taux de compression et les rendements des composants du compresseur et de la turbine. D'autres facteurs qui affectent l'efficacité thermique sont la température d'entrée du compresseur et l'efficacité de la combustion. 

La figure montre l'effet que la modification du taux de compression (rapport de pression du compresseur) a sur le rendement thermique lorsque la température d'entrée du compresseur et les rendements des composants du compresseur et de la turbine restent constants. Les effets que les rendements des composants du compresseur et de la turbine ont sur le rendement thermique lorsque les températures d'entrée de la turbine et du compresseur restent constantes sont illustrés à la figure.

Rpm est une mesure directe du taux de compression ; par conséquent, à régime constant, une efficacité thermique maximale peut être obtenue en maintenant la température d'échappement la plus élevée possible. Étant donné que la durée de vie du moteur est considérablement réduite à des températures d'entrée de turbine élevées, l'opérateur ne doit pas dépasser les températures d'échappement spécifiées pour un fonctionnement continu. 

La figure illustre l'effet de la température d'entrée de la turbine sur la durée de vie des aubes de turbine. Dans la discussion précédente, on a supposé que l'état de l'air à l'entrée du compresseur reste constant. S'agissant d'une application pratique d'un turbomoteur, il devient nécessaire d'analyser l'effet de conditions d'admission variables sur la poussée ou la puissance produite. 

Les trois principales variables qui affectent les conditions d'admission sont la vitesse de l'avion, l'altitude de l'avion, et la température ambiante. Pour simplifier l'analyse, la combinaison de ces trois variables peut être représentée par une seule variable appelée densité de stagnation.

La puissance produite par une turbomachine est proportionnelle à la densité de stagnation à l'entrée. Les trois illustrations suivantes montrent comment la modification de la densité en faisant varier l'altitude, la vitesse et la température de l'air extérieur affecte le niveau de puissance du moteur. 

La figure montre que la puissance de poussée s'améliore rapidement avec une réduction de la température de l'air extérieur (OAT) à altitude, régime et vitesse constants. Cette augmentation se produit en partie parce que l'énergie requise par livre de débit d'air pour entraîner le compresseur varie directement avec la température, laissant plus d'énergie pour développer la poussée. 

De plus, la puissance de poussée augmente puisque l'air à température réduite a une densité accrue. L'augmentation de la densité entraîne une augmentation du débit massique à travers le moteur. L'effet de l'altitude sur la poussée, comme le montre la figure, peut également être discuté comme un effet de densité et de température. Dans ce cas, une augmentation de l'altitude entraîne une diminution de la pression et de la température.

Etant donné que le taux de gradient de température est inférieur au taux de gradient de pression lorsque l'altitude augmente, la densité diminue. Bien que la diminution de la température augmente la poussée, l'effet de la diminution de la densité compense largement l'effet de la température plus froide. Le résultat net de l'augmentation de l'altitude est une réduction de la puissance de poussée.

L'effet de la vitesse sur la poussée d'un moteur à turbine à gaz est illustré à la figure. Pour expliquer l'effet de la vitesse anémométrique, il est nécessaire de comprendre d'abord l'effet de la vitesse anémométrique sur les facteurs qui se combinent pour produire la poussée nette : la poussée spécifique et le débit d'air du moteur. La poussée spécifique est la poussée nette en livres développée par livre de débit d'air par seconde. C'est le reste de la poussée brute spécifique moins la traînée spécifique du vérin. 

Lorsque la vitesse augmente, la traînée du bélier augmente rapidement. La vitesse d'échappement reste relativement constante; ainsi, l'effet de l'augmentation de la vitesse anémométrique entraîne une diminution de la poussée spécifique. Dans la plage des basses vitesses, la poussée spécifique diminue plus vite que le débit d'air n'augmente et provoque une diminution de la poussée nette. Lorsque la vitesse augmente dans la plage supérieure, le débit d'air augmente plus vite que la poussée spécifique ne diminue et fait augmenter la poussée nette jusqu'à ce que la vitesse sonique soit atteinte. L'effet de la combinaison sur la poussée nette est illustré à la figure.

Récupération de bélier 

Une augmentation de la pression au-dessus de la pression atmosphérique extérieure existante à l'entrée du moteur, en raison de la vitesse d'avancement d'un aéronef, est appelée pression dynamique. Étant donné que tout effet de bélier provoque une augmentation de la pression d'entrée du compresseur par rapport à la pression atmosphérique, l'augmentation de pression qui en résulte provoque une augmentation du débit d'air massique et de la vitesse du gaz, qui ont tous deux tendance à augmenter la poussée. 

Bien que l'effet de bélier augmente la poussée du moteur, la poussée produite par le moteur diminue pour un réglage donné des gaz à mesure que l'avion prend de la vitesse. Par conséquent, deux tendances opposées se produisent lorsque la vitesse d'un avion est augmentée. Ce qui se passe réellement est le résultat net de ces deux effets différents.

La puissance de poussée d'un moteur diminue temporairement à mesure que la vitesse de l'avion augmente par rapport à l'état statique, mais cesse rapidement de diminuer. En se déplaçant vers des vitesses plus élevées, la puissance de poussée recommence à augmenter en raison de la pression accrue de récupération du vérin.