Le eliche a passo variabile consentono al pilota di regolare la posizione delle eliche e la velocità del motore per qualsiasi situazione durante il volo, mantenendo la spinta del motore più efficiente. La progettazione di base delle eliche a passo variabile ha scopi diversi. L’elica a velocità costante consente al pilota di scegliere i giri al minuto (RPM) desiderati. L’RPM è mantenuto dall’angolo o dal passo delle pale dell’elica durante il volo. Un’elica a piumaggio pieno consente a un’elica di raggiungere un tono molto alto quando un motore si guasta su un aereo a due motori.
La maggior parte dei velivoli ad elica impiega eliche a passo variabile. Un pilota può “mettere le piume” alle eliche mentre è a terra per prepararsi al decollo senza creare spinta. Una volta in aria, e quando il pilota aumenta la potenza, l’angolazione della lama si regola sull’impostazione RPM. Ad altitudine di crociera, il passo dell’elica può essere ridotto mantenendo gli RPM desiderati. Entrambe le caratteristiche migliorano le prestazioni e l’efficienza dell’aeromobile.
Le eliche controllabili consentono inoltre alle navi in ??mare di risparmiare carburante. Le eliche a passo variabile aumentano la manovrabilità della nave, sia che si muova in avanti o in retromarcia. La posizione delle pale può essere regolata in base al peso del carico trasportato sulla nave, a differenza di un’elica a passo fisso.
La prima idea per un’elica a passo variabile nacque in Francia prima che i fratelli Wright prendessero il volo nel 1903. Diversi progettisti di aeroplani riconobbero il vantaggio di un’elica che poteva cambiare la spinta del motore senza cambiare la velocità dell’elica stessa. I primi sistemi di elica a passo variabile miglioravano le prestazioni degli aeromobili, ma il vantaggio non era abbastanza significativo da generare un ampio interesse per l’invenzione.
Fu solo nel 1910 che la prima elica a passo variabile fu utilizzata sui dirigibili per consentire una rapida riduzione della velocità e l’inversione del movimento. Sebbene il design fosse adatto alle navi, la tecnologia non era considerata abbastanza sicura per gli aeroplani. All’epoca, le eliche fisse servivano adeguatamente perché gli aeroplani volavano a velocità relativamente basse. Man mano che il design dell’aereo migliorava la velocità dell’aria e l’altitudine, la domanda di eliche a passo variabile aumentava.
La seconda guerra mondiale ha accelerato la domanda. Ingegneri di diversi paesi hanno iniziato a perfezionare la progettazione dell’elica per l’uso su aerei militari e commerciali. All’inizio degli anni ’30, furono installate eliche a passo variabile sul primo aereo passeggeri commerciale Boeing 247. I miglioramenti al decollo, alla velocità di crociera e alla velocità di salita dell’imbarcazione furono così impressionanti che le eliche a passo variabile furono aggiunte agli aeroplani a livello internazionale. L’angolo delle eliche viene modificato idraulicamente per mantenere il regime desiderato durante il volo.