Las hélices de paso variable le permiten al piloto ajustar la posición de las hélices y la velocidad del motor para cualquier situación mientras vuela, manteniendo el empuje más eficiente del motor. El diseño básico de hélices de paso variable sirve para diferentes propósitos. La hélice de velocidad constante le permite al piloto elegir las revoluciones por minuto (RPM) deseadas. Las RPM se mantienen mediante el ángulo o inclinación de las palas de la hélice durante el vuelo. Una hélice de pluma completa permite que una hélice alcance un paso muy alto cuando un motor falla en un avión de dos motores.
La mayoría de los aviones de hélice emplean hélices de paso variable. Un piloto puede «emplumar» las hélices mientras está en el suelo para prepararse para el despegue sin crear empuje. Una vez en el aire, y a medida que el piloto aumenta la potencia, el ángulo de la cuchilla se ajusta a la configuración de RPM. A altitud de crucero, el paso de la hélice se puede disminuir mientras se mantienen las RPM deseadas. Ambas características mejoran el rendimiento y la eficiencia del avión.
Las hélices controlables también permiten a los barcos en el mar conservar combustible. Las hélices de paso variable aumentan la maniobrabilidad de la embarcación, ya sea que se mueva hacia adelante o hacia atrás. La posición de las palas se puede ajustar al peso de la carga transportada en el barco, a diferencia de una hélice de paso fijo.
La primera idea para una hélice de paso variable surgió en Francia antes de que los hermanos Wright despegaran en 1903. Varios diseñadores de aviones reconocieron la ventaja de una hélice que podría cambiar el empuje del motor sin cambiar la velocidad de la hélice. Los primeros sistemas de hélice de paso variable mejoraron el rendimiento de la aeronave, pero el beneficio no fue lo suficientemente significativo como para generar un interés generalizado en la invención.
No fue hasta 1910 que la primera hélice de paso variable se utilizó en aeronaves para permitir una disminución rápida de la velocidad y la inversión del movimiento. Aunque el diseño era adecuado para barcos, la tecnología no se consideraba lo suficientemente segura para los aviones. En ese momento, las hélices fijas servían adecuadamente porque los aviones volaban a velocidades relativamente bajas. A medida que el diseño mejorado del avión aumentó la velocidad y altitud del aire, la demanda de hélices de paso variable creció.
La Segunda Guerra Mundial aceleró la demanda. Ingenieros de varios países comenzaron a perfeccionar el diseño de hélices para su uso en aviones militares y comerciales. A principios de la década de 1930, se instalaron hélices de paso variable en el primer avión comercial de pasajeros Boeing 247. Las mejoras en la velocidad de despegue, crucero y escalada de la nave fueron tan impresionantes que se agregaron hélices de paso variable a los aviones a nivel internacional. El ángulo de las hélices se cambia hidráulicamente para mantener las RPM deseadas durante el vuelo.