La hélice de un avión es un componente esencial que convierte la potencia del motor en fuerza impulsora, permitiendo que el aparato se desplace por el aire.
Su funcionamiento se asemeja al de un tornillo en la madera, aunque la resistencia del aire es mucho menor.
Cada pala de la hélice presenta planos aerodinámicos que optimizan su rendimiento, y existen diversas técnicas para controlar su velocidad, garantizando así un vuelo eficiente y seguro.
La hélice de un avión tiene por misión transformar la potencia del motor en potencia impulsora, encargada de mover el aparato a través del aire. Funciona este elemento en el aire exactamente igual que un tornillo en la madera; como la resistencia del aire resulta muy inferior a la de la madera, se produce, por supuesto, un avance de menor cuantía en cada revolución. Cada pala de la hélice consta de una serie de planos aerodinámicos de conformación diversa, más delgados hacia su extremidad, que se desplaza a mayor velocidad que el resto de la pieza. Existen diversos procedimientos para mantener la velocidad de los extremos de las palas por debajo de la del sonido: empleo de mayor número de palas más cortas para absorber la potencia del motor en lugar de dos únicas palas de gran longitud; engranajes reductores entre el motor y la hélice; uso de hélices contrarrotantes (generalmente de seis u ocho palas). En el B-29 se han aplicado dos de estos procedimientos: la razón motor-hélice es en él de 20/7, es decir, el cigüeñal de su motor gira al ritmo de 20 revoluciones por cada 7 de la hélice, que tiene cuatro palas. A partir de 1940 se modificó radicalmente la forma de la hélice de los aparatos superligeros para aumentar su eficacia a velocidades superiores. Los aguzados extremos de las palas se remplazaron por los anchos y rectangulares, al tiempo que se aumentaba la anchura y peso de la propia pala, cuya actual configuración recuerda la de las aspas de los antiguos molinos holandeses. Las hélices provistas de estas palas pueden funcionar eficazmente a 800 km/h. Las hélices «supersónicas», de palas muy cortas, generalmente contrarrotantes, que giran a velocidades supersónicas, resultan aún más eficaces a velocidades de crucero superiores a la del sonido y aseguran la continuidad de la importancia de la hélice. Véase Aerodinámica.
Entre los diversos materiales utilizados en la construcción de hélices figuran el acero, las aleaciones alumínicas y la madera. Las hélices de madera, fabricadas con maderas duras laminadas, poseen extraordinaria resistencia y pueden aplicarse a aparatos de tamaño pequeño y medio con excelentes garantías de seguridad.
Para funcionar con eficacia máxima, el ángulo de las palas de la hélice o «ángulo de ataque» debe ser el más adecuado para absorber debidamente la potencia suministrada por el motor. Desgraciadamente, para obtener esta eficacia máxima, el ángulo de ataque no puede ser constante, pues la densidad del aire experimenta cambios casi incesantes de menor cuantía. Estos cambios apenas afectan a los aparatos pequeños, porque sus motores no desarrollan potencia suficiente; por tanto, las hélices de paso fijo son las más adecuadas para estos aviones. Para los aparatos ligeramente mayores, como el PT-17, se han creado las hélices de paso regulable, cuyo ángulo de ataque puede ajustarse en tierra a una determinada posición o montaje. Más perfeccionada es la hélice regulable de dos posiciones, aplicada a ciertos aparatos de potencia media, como son los de instrucción elemental. La posición de paso mínimo, que permite al motor desarrollar toda su potencia, mejora las operaciones de despegue y toma de altura. La posición de paso máximo se utiliza en el vuelo de crucero. La hélice más eficaz es la de velocidad constante. En vuelo, el ángulo de ataque cambia automáticamente al variar las condiciones de la navegación y mantiene la marcha del motor a las revoluciones por minuto prefijadas por el piloto. La hélice de paso en bandera o en bandolera, además de la velocidad constante, reúne la propiedad de un mayor ángulo de ataque que permite al piloto colocarla en bandera, es decir, disponer sus palas en ángulo tal que la corriente de aire no las haga girar, lo que resulta de suma importancia en caso de detención del motor. Las hélices en bandolera presentan mucho menor resistencia al avance y ofrecen al motor mayor posibilidad de escapar a daños graves cuando se estropea alguna de sus piezas o se queda sin carburante.
El ángulo de ataque de la hélice de dos posiciones se modifica por medio de aceite a presión. Una pequeña bomba auxiliar impulsa el aceite desde el motor al cubo de la hélice. El piloto regula el paso del aceite por medio de una palanca. También se emplea aceite a presión para gobernar las hélices de velocidad constante. Un regulador controla el ángulo de ataque cambiándolo de modo que el motor dé un número constante de revoluciones por minuto. Las hélices de paso en bandera pueden ser accionadas hidráulica o eléctricamente. Una bomba eléctrica de gran velocidad suministra el aceite necesario para poner rápidamente en bandera las hélices accionadas por procedimientos hidráulicos. En algunos casos el aceite procede de un depósito especial que elimina la necesidad de depender del carburante del motor. Las hélices accionadas eléctricamente se ajustan por medio de un motor eléctrico muy desmultiplicado instalado en el cubo. Un regulador mantiene el paso de hélice deseado cerrando conmutadores que hacen funcionar el motor en el sentido adecuado. Un elevador de tensión suministra la potencia necesaria para realizar la operación rápidamente.
Otro perfeccionamiento ha consistido en la hélice reversible, cuyas palas pueden girar en ángulo negativo. Una hélice de esta clase es susceptible de producir empuje negativo (retrógrado), que actúa como freno y permite acortar la carrera de aterrizaje. También permite a un aeroplano rodar hacia atrás por la pista.
