Les types de pales d’hélice varient en taille, en composition et en conception. Allant d’une hélice en bois de 6 pouces (15.2 cm) pour un modèle réduit d’avion aux massives hélices en alliage métallique à quatre pales de 13.5 pieds (plus de 4 m) sur le C-130 Hercules, les pales d’hélice d’avion restent similaires uniquement en ce qu’elles tirent toutes des avions à travers les airs. La taille et les performances des pales d’hélice d’avion sont limitées par la puissance du moteur entraînant l’arbre de rotation sur lequel l’hélice est montée. Les pales d’hélice propulsent également des bateaux, des navires et d’autres aéronefs et servent à d’autres usages.
L’origine des pales d’hélice fonctionnelles est attribuée à une hélice à vis conçue par Archimède pour soulever l’eau pour un système d’irrigation précoce. Depuis lors, les hélices ont été adaptées pour une utilisation sur terre, en mer et dans les airs. Bien que les types et tailles de pales d’hélice puissent différer, la physique de l’hélice, transformant le mouvement de rotation en poussée, n’a pas changé depuis Archimède.
Le pas des pales de l’hélice détermine l’efficacité de la rotation à la poussée et décrit essentiellement la taille de la piqûre d’air ou d’eau prise par l’hélice en rotation. Les hélices d’avion sont généralement l’une des trois conceptions à pas : pas fixe, pas variable ou pas constant. Le pas constant fait varier le pas de l’hélice automatiquement, en fonction des besoins de l’avion, tandis qu’une hélice à pas variable effectue la même opération avec un réglage manuel. Le pas fixe est fixe, comme son nom l’indique, et nécessite un changement complet d’hélice pour modifier le pas.
Les hélicoptères utilisent des pales d’hélice, ou des rotors, pour la portance et la direction. Les systèmes de rotor sont entièrement articulés, semi-rigides ou sans charnière selon la conception du fabricant. Certains hélicoptères ont deux rotors principaux, tandis que d’autres ont un grand rotor principal horizontal et un rotor de queue vertical plus petit.
Les systèmes de rotor articulé ont trois options de mouvement pendant la rotation autour d’un moyeu, et chaque pale peut se déplacer indépendamment. Les hélices, ou rotors, peuvent monter et descendre, appelé battement, ou changer de pas et se déplacer d’avant en arrière sur un plan horizontal. La conception sans charnière fonctionne de manière similaire au système de rotor articulé, mais nécessite une technologie plus avancée pour fonctionner. Ces options offrent la large gamme de mouvements propres à un hélicoptère.
Le système semi-rigide se trouve normalement sur les hélicoptères à deux rotors principaux. Les rotors sont fixés rigidement aux moyeux. Pour manœuvrer, les moyeux peuvent être inclinés dans n’importe quelle direction à partir du haut du mât rotor.
Les hélices de bateau sont utilisées sur les bateaux à moteur à moteur in-bord, les moteurs de bateau hors-bord et les moteurs auxiliaires sur les voiliers. Alors que le pas de la plupart des hélices de bateaux est généralement fixe et nécessite le remplacement manuel de l’hélice pour changer, les voiliers ont souvent des hélices en drapeau ou repliables pour réduire la traînée. Les hélices à plumes sont conçues pour neutraliser le tangage lorsque le moteur est éteint, et les hélices repliables se ferment complètement pour augmenter l’efficacité du voilier.