L’efficienza dell’elica viene utilizzata per definire il modo in cui un’elica trasmette la sua forza di rotazione o energia in spinta. L’elica, sia essa utilizzata per alimentare una barca o un aeroplano, deve trasformare l’energia di rotazione in spinta in avanti o in retromarcia se utilizzata su un aereo o una barca. La quantità di energia necessaria per ruotare l’elica è quasi sempre maggiore della spinta dell’elica. Ridurre questa perdita è l’obiettivo dell’efficienza dell’elica.
La quantità di spinta generata da un’elica è controllata dall’angolo in cui le sue pale attaccano l’aria o l’acqua in cui sta ruotando. L’efficienza dell’elica risiede negli stessi angoli della pala. Producendo una pala con l’angolazione corretta e fissandola a un mozzo di dimensioni adeguate, l’efficienza dell’elica può essere drasticamente modificata. Pertanto, è il design e la forma di un’elica che definisce la sua efficienza più della velocità a cui sta girando.
In un motore a reazione, l’efficienza del motore viene misurata come una frazione della potenziale energia termica del combustibile del propellente convertita in energia di spinta. Con un aereo a elica, l’efficienza dell’elica viene misurata come potenza e non spinta. Ciò si riferisce alla potenza del motore insieme alla sua capacità di produrre energia per guidare l’aereo.
Uno dei velivoli ad elica più efficienti era il motore radiale composto da turbo Wright R-3350. Questo motore aeronautico a pistoni è stato in grado di catturare parte della sua energia di scarico grazie alla presenza di tre turbocompressori accoppiati al suo albero di trasmissione. Ciò ha permesso al motore di raggiungere un’efficienza propulsiva complessiva di circa il 32 percento a Mach 0,5. Questo numero è significativo a causa della resistenza al vento e della termodinamica della spinta di un aereo a elica attraverso il vento.
La scarsa efficienza dell’elica è dovuta, in parte, alla lotta dell’elica per superare il vento. L’elica non solo si fa strada attraverso il vento direttamente davanti al velivolo, ma ogni pala dell’elica deve farsi strada attraverso l’aria davanti a ciascuna pala dell’elica mentre fa la sua rivoluzione attorno all’albero motore. Questo coefficiente di doppia resistenza influisce sull’efficienza dell’elica.
Che si tratti di acqua o vento, l’efficienza dell’elica di una data imbarcazione soffre della resistenza dell’ambiente che attraversa. La resistenza all’attrito e alla resistenza induce l’elica a consumare più energia di quanta ne produca. Le evoluzioni nella progettazione e nei materiali delle eliche hanno aumentato l’efficienza di queste eliche; tuttavia, non avranno mai l’efficienza dei più moderni motori a reazione e motori idraulici a propulsione idrica.