Les hélices se répartissent en deux catégories : les hélices à pas fixe et les hélices à pas variable.
① Hélice à pas fixe
Les hélices en bois sont généralement à pas fixe. Leur pas (ou angle de calage des pales) est fixe.
L’angle de calage des pales adapté aux basses vitesses est trop faible à haute vitesse ; de même, l’angle adapté aux hautes vitesses est trop élevé à basse vitesse. Par conséquent, l’hélice à pas fixe n’est efficace que dans la plage de vitesses choisie, et l’est moins dans les autres conditions. Sa structure simple et son poids réduit expliquent son utilisation répandue sur les avions légers et ultralégers de faible puissance.
②Hélice à pas variable
Pour résoudre le problème des performances à haute et basse vitesse des hélices à pas fixe, les hélices à pas variable ont fait leur apparition dans l’aviation. Le mécanisme de variation du pas de l’hélice est actionné par un système hydraulique ou électrique. Les premières hélices proposaient deux réglages : un grand pas à haute vitesse et un petit pas à basse vitesse, par exemple au décollage et en montée. Le nombre de réglages a ensuite augmenté progressivement afin de s’adapter à davantage de conditions de vol. L’hélice à pas variable la plus perfectionnée est l’hélice à vitesse constante, équipée d’un régulateur de vitesse. Celui-ci peut ajuster automatiquement le pas et maintenir une vitesse constante. Le pilote peut modifier le régime du moteur et de l’hélice en commandant le régulateur et la manette des gaz. Cela permet notamment d’ajuster la traction de l’hélice tout en la maintenant dans des conditions de fonctionnement optimales. Sur un avion multimoteur, si un moteur tombe en panne et s’arrête, l’hélice tourne comme un moulinet sous l’effet du flux d’air incident. Elle augmente alors la résistance à l’avancement et provoque un important couple déséquilibré. Elle peut également endommager davantage le moteur. C’est pourquoi l’hélice à pas variable peut aussi passer automatiquement en drapeau : les pales se tournent dans le sens de l’écoulement de l’air pour immobiliser l’hélice et réduire la traînée. Elle peut également réduire son pas et générer une traction négative afin d’augmenter la traînée et de raccourcir la distance de roulage à l’atterrissage. Ce mode est appelé « marche arrière ».
