Turboprop

GE T64 Turboprop, mit dem Propeller auf der linken Seite, dem Getriebe mit Zubehör in der Mitte und dem Gasgenerator (Turbine) auf der rechten Seite ⓘ

Ein Turboprop-Triebwerk ist ein Turbinentriebwerk, das einen Flugzeugpropeller antreibt. ⓘ

Ein Turboprop-Triebwerk besteht aus einem Einlass, einem Untersetzungsgetriebe, einem Verdichter, einer Brennkammer, einer Turbine und einer Antriebsdüse. Die Luft tritt in den Ansaugtrakt ein und wird vom Verdichter komprimiert. In der Brennkammer wird der komprimierten Luft Treibstoff beigemischt, und das Treibstoff-Luft-Gemisch verbrennt. Die heißen Verbrennungsgase expandieren durch die Turbinenstufen und erzeugen am Auslass Energie. Ein Teil der von der Turbine erzeugten Energie wird zum Antrieb des Verdichters und des Stromgenerators verwendet. Die Gase werden dann aus der Turbine abgeleitet. Im Gegensatz zu einem Turbojet oder Turbofan liefern die Abgase des Triebwerks nicht genug Energie, um einen nennenswerten Schub zu erzeugen, da fast die gesamte Triebwerksleistung für den Antrieb des Propellers verwendet wird. ⓘ

Turboprop-Triebwerk einer NAMC YS-11 mit Vierblatt-Propeller ⓘ

Turboprop (Kofferwort aus Turbojet und Propeller) ist eine landläufige Bezeichnung für Propellerturbinenluftstrahltriebwerk (abgekürzt PTL), oft auch vereinfacht als Propellerturbine bezeichnet. Ein Turboprop ist eine Wärmekraftmaschine mit kontinuierlicher innerer Verbrennung (thermische Strömungsmaschine) und wird hauptsächlich als Luftfahrtantrieb verwendet. Umgangssprachlich wird häufig auch ein durch PTL angetriebenes Flugzeug als Turboprop bezeichnet (ebenso wie ein Flugzeug mit Turbinen-Strahlantrieb oft als Jet bezeichnet wird). ⓘ

Technologische Aspekte

Schematische Darstellung der Funktionsweise eines Turboprop-Triebwerks ⓘ

Vergleich des Vortriebswirkungsgrads verschiedener Gasturbinentriebwerkskonfigurationen ⓘ

Bei einem Turboprop-Triebwerk wird der Abgasschub zugunsten der Wellenleistung geopfert, die durch die Extraktion zusätzlicher Leistung (über die für den Antrieb des Verdichters erforderliche Leistung hinaus) aus der Expansion der Turbine gewonnen wird. Aufgrund der zusätzlichen Expansion im Turbinensystem ist die Restenergie im Abgasstrahl gering. Folglich erzeugt der Abgasstrahl etwa 10 % des Gesamtschubs. Bei niedrigen Geschwindigkeiten kommt ein größerer Anteil des Schubs vom Propeller, bei höheren Geschwindigkeiten weniger. ⓘ

Turboprops haben Bypass-Verhältnisse von 50-100, wobei der Antriebsluftstrom bei Propellern weniger klar definiert ist als bei Fans. ⓘ

Der Propeller ist über ein Untersetzungsgetriebe mit der Turbine verbunden, das die hohe Drehzahl/das niedrige Drehmoment in eine niedrige Drehzahl/ein hohes Drehmoment umwandelt. Der Propeller selbst ist in der Regel ein Propellertyp mit konstanter Drehzahl (variable Steigung), ähnlich dem, der bei größeren Flugzeug-Hubkolbenmotoren verwendet wird, nur dass die Anforderungen an die Propellersteuerung sehr unterschiedlich sind. ⓘ

Um das Triebwerk kompakter zu machen, kann die Luftströmung umgekehrt werden. Bei einem Turboprop-Triebwerk mit umgekehrter Strömungsrichtung befindet sich der Verdichtereinlass hinten am Triebwerk und der Auslass vorne, wodurch sich der Abstand zwischen Turbine und Propeller verringert. ⓘ

Im Gegensatz zu den Ventilatoren mit kleinem Durchmesser, die in Turbofan-Triebwerken verwendet werden, hat der Propeller einen großen Durchmesser, der es ihm ermöglicht, ein großes Luftvolumen zu beschleunigen. Dies ermöglicht eine geringere Geschwindigkeit des Luftstroms bei einer bestimmten Schubkraft. Da es bei niedrigen Geschwindigkeiten effizienter ist, eine große Luftmenge um ein kleines Maß zu beschleunigen als eine kleine Luftmenge um ein großes Maß, erhöht eine niedrige Scheibenbelastung (Schub pro Scheibenfläche) die Energieeffizienz des Flugzeugs, was wiederum den Treibstoffverbrauch senkt. ⓘ

Propeller funktionieren so lange gut, bis die Fluggeschwindigkeit des Flugzeugs so hoch ist, dass der Luftstrom an den Blattspitzen die Schallgeschwindigkeit erreicht. Jenseits dieser Geschwindigkeit sinkt der Anteil der Antriebsleistung, der in Propellerschub umgewandelt wird, drastisch. Aus diesem Grund werden Turboprop-Triebwerke nicht in Flugzeugen eingesetzt, die schneller als 0,6-0,7 Mach fliegen. Propfan-Triebwerke, die den Turboprop-Triebwerken sehr ähnlich sind, können jedoch mit Fluggeschwindigkeiten von bis zu 0,75 Mach fliegen. Um den Wirkungsgrad der Propeller über einen breiten Geschwindigkeitsbereich hinweg aufrechtzuerhalten, werden bei Turboprops Propeller mit konstanter Drehzahl (Verstellpropeller) verwendet. Die Blätter eines Propellers mit konstanter Drehzahl erhöhen ihre Steigung mit zunehmender Fluggeschwindigkeit. Ein weiterer Vorteil dieses Propellertyps ist, dass er auch zur Erzeugung von Umkehrschub verwendet werden kann, um den Bremsweg auf der Startbahn zu verkürzen. Außerdem kann der Propeller im Falle eines Triebwerksausfalls mit einem Segel versehen werden, wodurch der Luftwiderstand des nicht funktionierenden Propellers minimiert wird. ⓘ

Während die Nutzturbine in den Gasgenerator integriert sein kann, verfügen viele Turboprops heute über eine freie Nutzturbine auf einer separaten koaxialen Welle. Dadurch kann sich der Propeller unabhängig von der Verdichterdrehzahl frei drehen. ⓘ

Geschichte

Alan Arnold Griffith hatte 1926 eine Arbeit über die Konstruktion von Verdichtern veröffentlicht. In der Folgezeit untersuchte das Royal Aircraft Establishment Konstruktionen mit Axialverdichtern, die einen Propeller antreiben sollten. Ab 1929 begann Frank Whittle mit der Arbeit an Konstruktionen auf der Grundlage von Zentrifugalkompressoren, die die gesamte vom Triebwerk erzeugte Gaskraft für den Strahlschub nutzen sollten. ⓘ

Die erste Turbopropmaschine der Welt wurde von dem ungarischen Maschinenbauingenieur György Jendrassik entwickelt. Jendrassik veröffentlichte 1928 eine Turboprop-Idee, und am 12. März 1929 ließ er seine Erfindung patentieren. Im Jahr 1938 baute er eine kleine (100 PS; 74,6 kW) Versuchsgasturbine. Die größere Jendrassik Cs-1 mit einer voraussichtlichen Leistung von 1.000 PS wurde zwischen 1937 und 1941 in den Ganz-Werken in Budapest hergestellt und getestet. Es handelte sich um eine Axialturbine mit 15 Verdichter- und 7 Turbinenstufen und einer ringförmigen Brennkammer. Der Motor wurde 1940 zum ersten Mal eingesetzt, doch Verbrennungsprobleme begrenzten seine Leistung auf 400 PS. 1941 wurde das Triebwerk kriegsbedingt aufgegeben, und das Werk wurde auf die Produktion konventioneller Motoren umgestellt. ⓘ

Ein Rolls-Royce RB.50 Trent auf einem Prüfstand in Hucknall, März 1945 ⓘ

Die erste Erwähnung von Turboprop-Triebwerken in der allgemeinen Presse erfolgte in der Februarausgabe 1944 der britischen Luftfahrtzeitschrift Flight, die eine detaillierte Schnittzeichnung eines möglichen zukünftigen Turboprop-Triebwerks enthielt. Die Zeichnung kam dem Aussehen des künftigen Rolls-Royce Trent sehr nahe. Das erste britische Turboprop-Triebwerk war das Rolls-Royce RB.50 Trent, ein umgebautes Derwent II, das mit einem Untersetzungsgetriebe und einem 5-Blatt-Propeller von Rotol 7 ft 11 in (2,41 m) ausgestattet war. Zwei Trents wurden in die Gloster Meteor EE227 - die einzige "Trent-Meteor" - eingebaut, die damit zum ersten turbopropgetriebenen Flugzeug der Welt wurde, auch wenn es sich um ein Testflugzeug handelte, das nicht für die Produktion vorgesehen war. Sie flog erstmals am 20. September 1945. Aus den Erfahrungen mit dem Trent entwickelte Rolls-Royce das Rolls-Royce Clyde, das erste Turboprop-Triebwerk, das eine Musterzulassung für militärische und zivile Zwecke erhielt, sowie das Dart, das zu einem der zuverlässigsten Turboprop-Triebwerke aller Zeiten wurde. Die Dart-Produktion wurde mehr als fünfzig Jahre lang fortgesetzt. Die Vickers Viscount mit Dart-Antrieb war das erste Turboprop-Flugzeug überhaupt, das in großen Stückzahlen produziert und verkauft wurde. Sie war auch das erste viermotorige Turboprop-Flugzeug. Ihr Erstflug fand am 16. Juli 1948 statt. Das erste einmotorige Turboprop-Flugzeug der Welt war die von Armstrong Siddeley Mamba angetriebene Boulton Paul Balliol, die am 24. März 1948 erstmals flog. ⓘ

Die Kuznetsov NK-12 ist das leistungsstärkste Turboprop-Flugzeug, das jemals in Dienst gestellt wurde. ⓘ

Die Sowjetunion baute auf den deutschen Turboprop-Vorentwürfen der Junkers Motorenwerke aus dem Zweiten Weltkrieg auf, während BMW, Heinkel-Hirth und Daimler-Benz ebenfalls an Entwürfen arbeiteten. Die Sowjetunion verfügte zwar über die Technologie, um die Zelle für einen düsengetriebenen strategischen Bomber zu entwickeln, der mit der B-52 Stratofortress von Boeing vergleichbar war, produzierte aber stattdessen die Tupolev Tu-95 Bear, die mit vier Kuznetsov NK-12-Turboprop-Triebwerken angetrieben wurde, die mit acht gegenläufigen Propellern (zwei pro Gondel) mit Überschall-Spitzengeschwindigkeiten ausgestattet waren, um eine maximale Reisegeschwindigkeit von über 575 mph zu erreichen - schneller als viele der ersten Düsenflugzeuge und vergleichbar mit den Reisegeschwindigkeiten von Düsenflugzeugen für die meisten Einsätze. Die Bear wurde zum erfolgreichsten Langstrecken-Kampf- und Überwachungsflugzeug der Sowjetunion und zum Symbol der sowjetischen Machtprojektion bis zum Ende des 20. Jahrhunderts. Die USA setzten in den 1950er Jahren in einigen Versuchsflugzeugen Turboprop-Triebwerke mit gegenläufigen Propellern ein, wie z. B. das Allison T40. Das mit dem T40 angetriebene Flugboot Convair R3Y Tradewind wurde für kurze Zeit von der US-Marine betrieben. ⓘ

Das erste amerikanische Turboprop-Triebwerk war das General Electric XT31, das zuerst in der experimentellen Consolidated Vultee XP-81 eingesetzt wurde. Die XP-81 flog erstmals im Dezember 1945 und war das erste Flugzeug, das eine Kombination aus Turboprop- und Turbostrahltriebwerk verwendete. Aus der Technologie der früheren T38-Konstruktion von Allison entwickelte sich die Allison T56, die als Antrieb für das Verkehrsflugzeug Lockheed Electra, den militärischen Seefernaufklärer P-3 Orion und das militärische Transportflugzeug C-130 Hercules diente. ⓘ

Der erste turbinengetriebene Hubschrauber mit Wellenantrieb war der Kaman K-225, eine Weiterentwicklung des K-125 Synchropters von Charles Kaman, der am 11. Dezember 1951 von einem Boeing T50-Turbomotor angetrieben wurde. ⓘ

Das Jendrassik CS-1 ausgestellt im Technik und Transport Museum, Budapest ⓘ

Verwendung

Ein militärisches Transportflugzeug, von dem über 2.500 Lockheed C-130 Hercules gebaut wurden. ⓘ

Im Gegensatz zu Turbofans sind Turboprops bei Fluggeschwindigkeiten unter 725 km/h (450 mph; 390 Knoten) am effizientesten, da die Strahlgeschwindigkeit des Propellers (und der Abgase) relativ gering ist. Moderne Turboprop-Flugzeuge fliegen fast mit der gleichen Geschwindigkeit wie kleine Regionalflugzeuge mit Düsenantrieb, verbrauchen aber zwei Drittel des Treibstoffs pro Passagier. Im Vergleich zu einem Turbopropflugzeug (das in großer Höhe fliegen kann, um die Geschwindigkeit und die Treibstoffeffizienz zu erhöhen) hat ein Propellerflugzeug jedoch eine niedrigere Flughöhe. ⓘ

Die Beech King Air und Super King Air sind die am häufigsten ausgelieferten Turboprop-Geschäftsflugzeuge mit insgesamt 7.300 Exemplaren (Stand: Mai 2018). ⓘ

Im Vergleich zu Kolbenmotoren können ihr besseres Leistungsgewicht (das kürzere Starts ermöglicht) und ihre Zuverlässigkeit die höheren Anschaffungskosten, den höheren Wartungsaufwand und den höheren Kraftstoffverbrauch ausgleichen. Da Düsentreibstoff in abgelegenen Gebieten leichter zu beschaffen ist als Avgas, werden Flugzeuge mit Turboprop-Antrieb wie die Cessna Caravan und die Quest Kodiak als Buschflugzeuge eingesetzt. ⓘ

Turboprop-Triebwerke werden in der Regel bei kleinen Unterschallflugzeugen eingesetzt, aber die Tupolev Tu-114 kann 470 kn (870 km/h, 541 mph) erreichen. Große Militärflugzeuge wie die Tupolev Tu-95 und zivile Flugzeuge wie die Lockheed L-188 Electra wurden ebenfalls mit Turboprop-Triebwerken ausgestattet. Der Airbus A400M wird von vier Europrop-TP400-Triebwerken angetrieben, die nach dem 11-MW-Triebwerk (15.000 PS) Kuznetsov NK-12 die zweitstärksten jemals hergestellten Turboprop-Triebwerke sind. ⓘ

Im Jahr 2017 waren die am weitesten verbreiteten Turboprop-Flugzeuge die ATR 42/72 (950 Flugzeuge), Bombardier Q400 (506), De Havilland Canada Dash 8-100/200/300 (374), Beechcraft 1900 (328), de Havilland Canada DHC-6 Twin Otter (270), Saab 340 (225). Zu den weniger verbreiteten und älteren Flugzeugen gehören die BAe Jetstream 31, Embraer EMB 120 Brasilia, Fairchild Swearingen Metroliner, Dornier 328, Saab 2000, Xian MA60, MA600 und MA700, Fokker 27 und 50. ⓘ

Zu den Turboprop-Geschäftsflugzeugen gehören die Piper Meridian, Socata TBM, Pilatus PC-12, Piaggio P.180 Avanti, Beechcraft King Air und Super King Air. Im April 2017 befanden sich weltweit 14.311 Business-Turboprop-Flugzeuge in der Flotte. ⓘ

Diese Art des Triebwerks zeichnet sich durch einen relativ niedrigen spezifischen Kraftstoffverbrauch aus, weswegen es vornehmlich bei Transport- und Kurzstreckenflugzeugen eingesetzt wird. Regionalverkehrsflugzeuge mit geraden, ungepfeilten Tragflächen und einer Reisegeschwindigkeit von 500 bis 700 km/h sind heutzutage der Haupteinsatzbereich für Turbopropantriebe in der Zivilluftfahrt. Flugzeuge mit diesen Triebwerken sind auf Fluggeschwindigkeiten bis zu 80 Prozent der Schallgeschwindigkeit (0,8 Mach) beschränkt, was in 8.000 m Höhe bei Normalbedingungen etwa 870 km/h entspricht. In diesem Geschwindigkeitsbereich arbeiten Turboprops wirtschaftlicher als reine Turbinentriebwerke. ⓘ

Obwohl moderne Hochleistungsturboprops auch Flughöhen über 10.000 m (30.000 ft) erreichen können, sind sie aus Zertifizierungsgründen meist auf maximal 8 km Flughöhe beschränkt (laut § 21 LuftBO müssen ab 7.600 m (25.000 ft) alle diensthabenden Mitglieder der Flugbesatzung Sauerstoffmasken griffbereit haben; bei Flügen über 6.000 m (20.000 ft) müssen Luftfahrzeuge für die gewerbsmäßige Beförderung von Personen eine Druckkabine und eine Passagier-Sauerstoffanlage haben). Durch den in höheren Luftschichten geringeren Luftdruck nimmt auch die Effizienz von Turboprop-Triebwerken ab, weshalb dort vermehrt Flugzeuge mit Turbofan-Strahltriebwerken zum Einsatz kommen. ⓘ

Verlässlichkeit

Zwischen 2012 und 2016 beobachtete das ATSB 417 Ereignisse mit Turboprop-Flugzeugen, 83 pro Jahr, über 1,4 Millionen Flugstunden: 2,2 pro 10.000 Stunden. Drei davon waren "hochriskant" und betrafen eine Triebwerksstörung und eine ungeplante Landung bei einmotorigen Cessna 208 Caravans, vier waren "mittelriskant" und 96 % "niedrigriskant". Zwei Vorfälle führten zu leichten Verletzungen aufgrund von Triebwerksstörungen und Geländekollisionen in landwirtschaftlichen Flugzeugen, und fünf Unfälle betrafen Arbeiten aus der Luft: vier in der Landwirtschaft und einer in einem Rettungsflugzeug. ⓘ

Aktuelle Triebwerke

Jane's All the World's Aircraft. 2005-2006. ⓘ

Hersteller	Land	Bezeichnung	Trockengewicht (kg)	Startleistung (kW)	Anwendung ⓘ
DEMC	Volksrepublik China	WJ5E	720	2130	Harbin SH-5, Xi'an Y-7
Europrop International	Europäische Union	TP400-D6	1800	8203	Airbus A400M
General Electric	Vereinigte Staaten	CT7-5A	365	1294
General Electric	Vereinigte Staaten	CT7-9	365	1447	CASA/IPTN CN-235, Let L-610, Saab 340, Sukhoi Su-80
General Electric	Vereinigte Staaten  Tschechische Republik	Baureihe H80	200	550–625	Drossel Modell 510, Let 410NG, Let L-410 Turbolet UVP-E, CAIGA Primus 150, Nextant G90XT
General Electric	Vereinigte Staaten	T64-P4D	538	2535	Aeritalia G.222, de Havilland Canada DHC-5 Buffalo, Kawasaki P-2J
Honeywell	Vereinigte Staaten	Baureihe TPE331	150–275	478–1650	Aero/Rockwell Turbo Commander 680/690/840/960/1000, Antonov An-38, Ayres Thrush, BAe Jetstream 31/32, BAe Jetstream 41, CASA C-212 Aviocar, Cessna 441 Conquest II, Dornier 228, General Atomics MQ-9 Reaper, Grum Ge man, Mitsubishi MU-2, North American Rockwell OV-10 Bronco, Piper PA-42 Cheyenne, RUAG 228NG, Short SC.7 Skyvan, Short Tucano, Swearingen Merlin, Fairchild Swearingen Metroliner, HAL HTT-40
Honeywell	Vereinigte Staaten	LTP 101-700	147	522	Luftschlepper AT-302, Piaggio P.166
KKBM	Russland	NK-12MV	1900	11033	Antonov An-22, Tupolev Tu-95, Tupolev Tu-114
Fortschritt	Ukraine	TV3-117VMA-SB2	560	1864	Antonow An-140
Klimow	Russland	TV7-117S	530	2100	Iljuschin Il-112, Iljuschin Il-114
Fortschritt	Ukraine	AI20M	1040	2940	Antonow An-12, Antonow An-32, Iljuschin Il-18
Fortschritt	Ukraine	AI24T	600	1880	Antonow An-24, Antonow An-26, Antonow An-30
LHTEC	Vereinigte Staaten	LHTEC T800	517	2013	Ayres LM200 Loadmaster (nicht gebaut)
OMKB	Russland	TVD-20	240	1081	Antonow An-3, Antonow An-38
Pratt & Whitney Kanada	Kanada	PT-6-Reihe	149–260	430–1500	Air Tractor AT-502, Air Tractor AT-602, Air Tractor AT-802, Beechcraft Model 99, Beechcraft King Air, Beechcraft Super King Air, Beechcraft 1900, Beechcraft T-6 Texan II, Cessna 208 Caravan, Cessna 425 Corsair/Conquest I, de Havilland Canada DHC-6 Twin Otter, Harbin Y-12, Embraer EMB 110 Bandeirante, Let L-410 Turbolet, Piaggio P.180 Avanti, Pilatus PC-6 Porter, Pilatus PC-12, Piper PA-42 Cheyenne, Piper PA-46-500TP Meridian, Shorts 360, Daher TBM 700, Daher TBM 850, Daher TBM 900, Embraer EMB 314 Super Tucano
Pratt & Whitney Kanada	Kanada	PW120	418	1491	ATR 42-300/320
Pratt & Whitney Kanada	Kanada	PW121	425	1603	ATR 42-300/320, Bombardier Dash 8 Q100
Pratt & Whitney Kanada	Kanada	PW123 C/D	450	1603	Bombardier Dash 8 Q300
Pratt & Whitney Kanada	Kanada	PW126 C/D	450	1950	BAe ATP
Pratt & Whitney Kanada	Kanada	PW127	481	2051	ATR 72
Pratt & Whitney Kanada	Kanada	PW150A	717	3781	Bombardier Dash 8 Q400
PZL	Polen	TWD-10B	230	754	PZL M28
RKBM	Russland	TVD-1500S	240	1044	Sukhoi Su-80
Rolls-Royce	Vereinigtes Königreich	Dart Mk 536	569	1700	Avro 748, Fokker F27, Vickers Viscount
Rolls-Royce	Vereinigtes Königreich	Tyne 21	1085	4500	Aeritalia G.222, Breguet Atlantic, Transall C-160
Rolls-Royce	Vereinigtes Königreich	250-B17	88.4	313	Fuji T-7, Britten-Norman Turbine Islander, O&N Cessna 210, Soloy Cessna 206, Propjet Bonanza
Rolls-Royce	Vereinigtes Königreich	Allison T56	828–880	3424–3910	P-3 Orion, E-2 Hawkeye, C-2 Greyhound, C-130 Hercules
Rolls-Royce	Vereinigtes Königreich	AE2100A	715.8	3095	Saab 2000
Rolls-Royce	Vereinigtes Königreich	AE2100J	710	3424	ShinMaywa US-2
Rolls-Royce	Vereinigtes Königreich	AE2100D2, D3	702	3424	Alenia C-27J Spartan, Lockheed Martin C-130J Super Hercules
Rybinsk	Russland	TVD-1500V	220	1156
Saturn	Russland	TAL-34-1	178	809
Turbomeca	Frankreich	Arrius 1D	111	313	Socata TB 31 Omega
Turbomeca	Frankreich	Arrius 2F	103	376
Walter	Tschechische Republik	Baureihe M601	200	560	Let L-410 Turbolet, Aerocomp Comp Air 10 XL, Aerocomp Comp Air 7, Ayres Thrush, Dornier Do 28, Lancair Propjet, Let Z-37T, Let L-420, Myasishchev M-101T, PAC FU-24 Fletcher, Progress Rysachok, PZL-106 Kruk, PZL-130 Orlik, SM-92T Turbo Finist
Walter	Tschechische Republik	M602A	570	1360	Lassen L-610
Walter	Tschechische Republik	M602B	480	1500

Aufbau und Funktionsweise

Freilaufturbine

Freilaufturbine (grün) auf eigener Welle, die Turbine (rot) des Gasgenerators treibt den Verdichter (blau) und die Hilfsaggregate an (Flugrichtung ist nach rechts). ⓘ

Manche Turboprops besitzen eine Freilaufturbine. Hier sind die Turbinenstufen, die den Verdichter und die Hilfsaggregate antreiben, und die eigentliche Nutzturbine nicht auf einer gemeinsamen Welle miteinander gekoppelt. Der aus dem Verdichter und einer eigenen Turbine(-stufe) bestehende Gasgenerator erzeugt einen Gasstrom, der auf eine mechanisch getrennte Turbinenstufe wirkt, die den Propeller antreibt. Bei diesen Triebwerken können daher die Drehzahlen von Gaserzeuger und Nutzleistungsstufe, je nach Betriebszustand, erheblich voneinander abweichen. Die Nutzturbinen sind bei kleineren Ausführungen ein- oder zweistufig, bei den Verdichtern können Radial- und Axialverdichter kombiniert sein. Diese Bauart wird häufig bei Hubschraubern verwendet, da sie ein Starten des Triebwerks bzw. des Gasgenerators gestattet, während der Rotor über eine Rotorbremse festgehalten wird (z. B. CH-53G). Dies erübrigt den Einsatz von lösbaren mechanischen Kupplungen zwischen Turbine und Last, da durch die nur gasdynamisch, aber nicht mechanisch verbundenen Turbinenstufen das Rotorsystem nicht vom Starter mitgedreht werden muss. Dies gilt auch für den Anlassvorgang von Freilauf-Propellerturbinen, da Nutzturbine, Luftschraubengetriebe und Luftschraube keinen unmittelbaren Kraftschluss mit dem Anlassmotor haben, der die Gasgeneratorwelle so leichter auf Anlassdrehzahl bringen kann. ⓘ

Das Konzept kommt auch bei Flächenflugzeugen zum Einsatz, wie etwa bei der Pilatus PC-7, die von einer Propellerturbine Pratt & Whitney Canada PT6 angetrieben wird. Antriebe mit Freilaufturbine werden bei einigen Mustern vom Gasstrom entgegen der eigentlichen Flugrichtung durchströmt (Lufteintritt in den Kompressor von hinten), meist mit markanten Abgasrohren im vorderen Teil der Triebwerksverkleidung. Von Vorteil ist dabei, dass der Gasgeneratorläufer (Verdichter und Turbine) nicht mit einer hohlen Koaxialwelle ausgeführt werden muss, sondern nur je einfache kurze Wellen benötigt werden, um die von den jeweiligen Turbinenstufen erzeugten Antriebskräfte nach hinten auf den Verdichter und nach vorne auf das Luftschraubengetriebe zu übertragen, was den Aufbau solcher Triebwerke wesentlich vereinfacht. ⓘ