La eficiencia de la hélice se utiliza para definir qué tan bien una hélice transmite su fuerza de rotación o energía al empuje. La hélice, ya sea que se use para impulsar un bote o un avión, debe convertir la energía de rotación en empuje hacia adelante o hacia atrás cuando se usa en un avión o bote. La cantidad de energía que se necesita para girar la hélice es casi siempre mayor que el empuje de la hélice. Reducir esta pérdida es el objetivo de la eficiencia de la hélice.
La cantidad de empuje generada por una hélice está controlada por el ángulo en el que sus palas atacan el aire o el agua en la que gira. La eficiencia de la hélice reside en estos mismos ángulos de pala. Al producir una pala con el ángulo correcto y unirla a un cubo de tamaño adecuado, la eficiencia de la hélice se puede alterar drásticamente. Por lo tanto, es el diseño y la forma de una hélice lo que define su eficiencia más que la velocidad a la que gira.
En un motor a reacción, la eficiencia del motor se mide como una fracción de la energía calorífica potencial del combustible propulsor convertido en energía de empuje. Con un avión impulsado por hélice, la eficiencia de la hélice se mide como potencia y no como empuje. Esto se relaciona con la potencia del motor junto con su capacidad de generar potencia para conducir el avión.
Uno de los aviones propulsados por hélice más eficientes fue el motor radial turbocompuesto Wright R-3350. Este motor de avión impulsado por pistón pudo capturar parte de su energía de escape debido a que tenía tres turbocompresores acoplados a su eje de transmisión. Esto permitió que el motor alcanzara una eficiencia de propulsión general de aproximadamente el 32 por ciento a Mach 0.5. Este número es significativo debido a la resistencia al viento, así como a la termodinámica de empujar una hélice a través del viento.
La pobre eficiencia de la hélice se debe, en parte, a la lucha de la hélice para atravesar el viento. La hélice no solo se abre paso a través del viento directamente delante de la aeronave, sino que cada pala de la hélice debe abrirse paso a través del aire frente a cada pala de la hélice mientras hace su revolución alrededor del cigüeñal. Este coeficiente de doble arrastre afecta la eficiencia de la hélice.
Ya sea agua o viento, la eficiencia de la hélice de cualquier embarcación sufre el arrastre del entorno por el que viaja. La resistencia a la fricción y al arrastre hace que la hélice consuma más energía de la que produce. Las evoluciones en el diseño y los materiales de las hélices han aumentado la eficiencia de estas hélices; sin embargo, nunca tendrán la eficiencia de los motores a reacción más modernos y los motores de hidroaviones para embarcaciones.