Propellerflugzeuge besitzen in der Regel 4-Takt-Motoren. Dabei wird das Kraftstoff-Luft- Gemisch in 4 Arbeitsgängen angesaugt, verdichtet, verbrannt und ausgestoßen. Beim Verbrennen wird Energie in Form von Druck, die über die Kurbelwelle in ein Drehmoment umgewandelt wird, und thermische Energie, welche über die Kühlung abgeleitet wird, freigesetzt. Dieses Drehmoment ermöglicht die drei übrigen Arbeitsgänge und treibt zudem den Propeller an.

Wird der Motor überhitzt, verbrennt das Schmiermittel und es kann zur Selbstzündung kommen (Klopfen). Ohne Schmiermittel entsteht starke Reibung, die noch mehr Wärme erzeugt, bis sich der Motor festfrisst. Die Leistung des Motors wird durch die Menge an Kraftstoff bestimmt, die man dem Motor für einen Umlauf zur Verfügung stellt.

Das für die Verbrennung notwendige Kraftstoff-Luft-Gemisch, wird aus dem mitgeführten Kraftstoff und der Außenluft hergestellt. Das Verhältnis zwischen Luft und Kraftstoff muss so gewählt werden, dass der gesamte Kraftstoff verbrennen kann.

Je mehr Sauerstoff-Überschuss man hat, desto heißer ist die Verbrennung und umso stärker wird das Kühlsystem beansprucht. Dadurch kann man nicht mehr die volle Leistung einsetzen, ohne den Motor zu überhitzen. Man spricht von einem zu mageren Gemisch, bei dem der Anteil von Kraftstoff zu Luft weniger als 1 : 15 beträgt.

Wenn ein Sauerstoff-Defizit besteht, ist die Verbrennung nicht vollständig. Die Abgase sind von Rußpartikeln durchsetzt und sind als Rußfahne hinter dem Flugzeug weithin sichtbar. Außerdem wird nicht das volle Leistungspotential des Kraftstoffs genutzt, so dass die Motorleistung abnimmt. Hier hat man ein zu fettes Gemisch mit einem Mischungsverhältnis von mehr als 1 : 15.

Das volle Leistungspotential eines Motors lässt sich also nur bei optimaler Mischung erreichen.

Mit zunehmender Höhe nimmt der Luftdruck ab, so dass der Sauerstoffgehalt der Mischung abnimmt. Man kann dies durch einen Kompressor oder einen Turbolader ausgleichen, der die Luft verdichtet und so den Meereshöhendruck wiederherstellt. Kompressoren dürfen nur in bestimmten Stufen umgestellt werden, weil sie sonst überlastet werden. Man erkennt dies an der Ladedruckanzeige: Stellt man den Kompressor eine Stufe höher und es gibt keine Leistungssteigerung, muss man wieder zurückschalten, weil der Kompressor die Luft nicht noch weiter verdichten kann. Turbolader regeln selbst automatisch nach und müssen nicht überwacht werden. Ab einer gewissen Höhe reicht jedoch auch die Kompression nicht mehr aus um einen ausreichenden Sauerstoffgehalt zu erreichen, dann muss der Kraftstoffanteil des Gemischs reduziert werden, um die optimale Mischung herzustellen. Schlussendlich ist das Kraftstoff-Luft-Gemisch so schlecht, dass das Flugzeug nicht mehr weiter Höhe aufbauen kann. Die sogenannte Dienstgipfelhöhe ist erreicht, wenn das Flugzeug weniger als 0,5 m/s steigt.

Der Ladedruck wird für uns in Atmosphären angegeben.

1) physikalische Atmosphäre, Einheitenzeichen atm, nicht mehr anzuwendende Einheit des Drucks.

1 Atmosphäre ist der Normwert des Luftdrucks. SI-Einheit ist das Pascal.

1 Atmosphäre = 1 atm = 1,01325 bar = 101,325 kPa.

2) technische Atmosphäre, Einheitenzeichen at, nicht mehr anzuwendende Einheit des Drucks.

1 at = 0,980665 bar = 98,0665 kPa.

An das Einheitenzeichen at wurden die Buchstaben a, u bzw. ü angehängt, um einen Absolutdruck (ata), einen Unterdruck (atu) bzw. einen Überdruck (atü) zu kennzeichnen. Dieser Unterschied wird heute durch die Benennung der Größe bzw. das Formelzeichen ausgedrückt.