Una hélice de tornillo es un dispositivo que consiste en un conjunto de palas anguladas que giran alrededor de un cubo para proporcionar empuje. Las hélices están diseñadas para su uso en diferentes entornos, como el agua o el aire, pero todas utilizan los mismos principios. A medida que las palas giran, desenroscan el aire o el agua de la hélice, produciendo empuje. Barcos, submarinos, aviones y helicópteros hacen uso de este tipo de hélice, al igual que los ventiladores, molinos de viento y turbinas.
Al igual que su homónimo, la hélice de tornillo funciona como un tornillo, girando a través de un fluido como el agua o el aire de manera similar al movimiento del tornillo a través de la madera. Las palas se fijan al cubo de la hélice en ángulo o inclinación, y funcionan de manera muy similar a la rosca del tornillo. Una inclinación pronunciada produce más movimiento hacia adelante pero es más difícil de girar. La mayoría de las palas están torcidas en lugar de planas, lo que significa que el paso varía a lo largo de la longitud de la pala, lo que le da a la hélice una mayor eficiencia.
Las hélices de tornillo funcionan empujando el aire o el agua, y de acuerdo con la tercera ley de Newton, este movimiento crea empuje en la dirección opuesta, impulsando el vehículo hacia adelante. Las hélices de aviones y helicópteros tienen palas largas y estrechas, y los barcos usan hélices con palas más anchas y cortas. Esto se debe principalmente a la diferencia de densidad entre el aire y el agua. El aire es mucho menos denso que el agua, por lo que se debe mover más aire para crear empuje. Además, los barcos, que son naturalmente flotantes, no necesitan moverse a velocidades lo suficientemente altas como para lograr la elevación, lo que reduce aún más la demanda de hélices a base de agua.
Las raíces más tempranas de la hélice de tornillo se encuentran en el tornillo de Arquímedes, una barrena que gira dentro de un cilindro utilizado para el riego. Se cree que fue creado por Arquímedes en el siglo III a. C. Los molinos de viento datan al menos del siglo IX. Leonardo da Vinci esbozó planes para un helicóptero en el siglo XVI, por lo que es el primer diseño para usar la hélice de tornillo para mover un vehículo, pero, por supuesto, nunca construyó la máquina. En 1796, el inventor John Fitch de los Estados Unidos creó una hélice en forma de barrena para un bote de vapor.
Existe cierto debate sobre el inventor de la hélice de tornillo moderna. A principios del siglo XIX, varios inventores trabajaban independientemente en la hélice de tornillo como método de propulsión de barcos. Estos innovadores incluyeron a Francis Pettit Smith en Inglaterra; Robert Wilson, James Watt y James Steadman de Escocia; Frédéric Sauvage de Francia; Richard Jordan Gatling, John Stevens y John Ericsson de los Estados Unidos; y Joseph Ressel de Austria. Smith y Ericsson solicitaron patentes en 1836 y, en general, se les atribuye la creación de la hélice de tornillo.