Un ventilador de hélice es un mecanismo giratorio que utiliza palas especialmente anguladas para generar empuje. Comúnmente conocido como puntal o tornillo, es una herramienta que se utiliza principalmente como una forma de proporcionar locomoción, principalmente en aviones y barcos. La diferencia entre un ventilador de hélice y un ventilador utilizado para hacer circular el aire es el énfasis en la creación de alta presión en lugar de alto volumen.
El ventilador de hélice, en esencia, se remonta al científico griego Arquímedes, cuyo diseño de tornillo homónimo funcionó para elevar el agua desde una fuente inferior. Este concepto de tornillo no se traduciría en propulsión durante aproximadamente 1,500 años, cuando, a mediados del siglo XVIII, dos científicos, JP Paucton y James Watt, propusieron por separado el uso de un ventilador de hélice en vehículos aéreos y acuáticos, respectivamente. Aunque los aviones tardarían más de otro siglo en despegar literalmente, los primeros barcos de tornillo se introdujeron en el siglo XIX y, junto con la máquina de vapor, revolucionaron los viajes.
Desde el exitoso vuelo de los hermanos Wright en Kitty Hawk, Carolina del Norte en 1903, la hélice ha sido la fuente de propulsión más simple y confiable en los aviones. Tanto en las máquinas marinas como en las voladoras, una hélice se basa en la tercera ley del movimiento de Newton, que establece: «Para cada acción siempre hay una reacción igual y opuesta». Una hélice empuja el aire o el agua detrás de la nave y provoca una propulsión reaccionaria hacia adelante. El ángulo de las palas de hélice, la velocidad de su rotación y varios otros factores afectan la cantidad de velocidad impartida por el proceso.
Tanto los accesorios de aire como los de agua pueden tener diferentes números de hojas. Las hélices de las aeronaves suelen tener de dos a ocho palas, mientras que los tornillos marinos suelen tener tres, cuatro o cinco. Se emplean ecuaciones matemáticas complejas para determinar el tamaño, ángulo y grosor correctos de cada hoja para un rendimiento óptimo. Las especificaciones incorrectas pueden provocar una pérdida de potencia, capacidad de respuesta y, a veces, una falla total de la hélice.
Exclusivo de las hélices marinas, dado su uso dentro de un entorno fluido, puede ocurrir una condición conocida como cavitación si un tornillo comienza a girar demasiado rápido o se empuja demasiada potencia a través de él. Una o más burbujas se forman alrededor del tornillo y colapsan rápidamente, generando una onda de choque que puede dañar seriamente la hélice, sus palas o las partes circundantes. Además del daño que puede ocurrir como resultado de una única cavitación grande, el trauma puede ocurrir con el tiempo como resultado de muchas pequeñas cavitaciones que ocurren en el mismo lugar. Por lo general, se deben a un defecto menor o un defecto en un tornillo. Esto también puede causar daños y fallas prematuras.