As hélices de passo variável permitem que o piloto ajuste a posição das hélices e a velocidade do motor para qualquer situação durante o vôo, mantendo o empuxo do motor mais eficiente. O projeto básico das hélices de passo variável serve a diferentes propósitos. A hélice de velocidade constante permite ao piloto escolher as rotações por minuto (RPM) desejadas. RPM é mantido pelo ângulo, ou passo, das pás da hélice durante o vôo. Uma hélice totalmente embandeirada permite que uma hélice alcance um passo muito alto quando um motor falha em uma aeronave bimotora.
A maioria dos aviões a hélice emprega hélices de passo variável. Um piloto pode “embandeirar” as hélices enquanto está no solo para se preparar para a decolagem sem criar empuxo. Uma vez no ar, e conforme o piloto aumenta a potência, o ângulo da lâmina se ajusta à configuração de RPM. Na altitude de cruzeiro, o passo da hélice pode ser diminuído, mantendo a rotação desejada. Ambos os recursos melhoram o desempenho e a eficiência da aeronave.
Hélices controláveis também permitem que os navios no mar conservem combustível. As hélices de passo variável aumentam a capacidade de manobra do navio, esteja ele se movendo para frente ou para trás. A posição das pás pode ser ajustada para o peso da carga transportada no navio, ao contrário de uma hélice de passo fixo.
A primeira ideia para uma hélice de passo variável surgiu na França antes dos irmãos Wright levantarem vôo em 1903. Vários projetistas de aviões reconheceram a vantagem de uma hélice que podia mudar o empuxo do motor sem alterar a velocidade da própria hélice. Os primeiros sistemas de hélice de passo variável melhoraram o desempenho da aeronave, mas o benefício não foi significativo o suficiente para gerar amplo interesse na invenção.
Foi só em 1910 que a primeira hélice de passo variável foi usada em aeronaves para permitir uma rápida diminuição da velocidade e reversão do movimento. Embora o projeto fosse adequado para navios, a tecnologia não era considerada segura o suficiente para aviões. Na época, as hélices fixas serviam adequadamente porque os aviões voavam a velocidades relativamente baixas. À medida que o projeto aprimorado do avião aumentava a velocidade do ar e a altitude, a demanda por hélices de passo variável crescia.
A Segunda Guerra Mundial acelerou a demanda. Engenheiros de vários países começaram a aperfeiçoar o projeto da hélice para uso em aeronaves militares e comerciais. No início dos anos 1930, hélices de passo variável foram instaladas no primeiro avião comercial Boeing 247 de passageiros. As melhorias na taxa de decolagem, cruzeiro e subida da nave foram tão impressionantes que hélices de passo variável foram adicionadas aos aviões internacionalmente. O ângulo das hélices é alterado hidraulicamente para manter a RPM desejada durante o vôo.