Hay varios tipos o clases de hélices, las más simples son las hélices de paso fijo y ajustables desde el suelo. La complejidad de los sistemas de hélice aumenta desde estas formas más simples hasta sistemas complejos de velocidad constante y paso controlable (sistemas automáticos). Varias características de varios tipos de hélices se discuten en los siguientes párrafos, pero no se intenta cubrir todos los tipos de hélices.

Hélice de paso fijo - Fixed-Pitch Propeller 

Como su nombre lo indica, una hélice de paso fijo tiene el paso de pala, o ángulo de pala, integrado en la hélice. El ángulo de la pala no se puede cambiar después de construir la hélice. Generalmente, este tipo de hélice es de una sola pieza y está construida de madera o aleación de aluminio.

Las hélices de paso fijo están diseñadas para obtener la mejor eficiencia a una velocidad de rotación y de avance. Están diseñados para ajustarse a un conjunto de condiciones de velocidad del avión y del motor y cualquier cambio en estas condiciones reduce la eficiencia tanto de la hélice como del motor. 

La hélice de paso fijo se utiliza en aviones de baja potencia, velocidad, alcance o altitud. Muchas aeronaves de un solo motor utilizan hélices de paso fijo y las ventajas de estas son el menor costo y su operación simple. Este tipo de hélice no requiere ninguna entrada de control por parte del piloto en vuelo.

Propulsor del club de prueba - Test Club Propeller  

Un club de prueba se utiliza para probar y romper motores alternativos. Están hechos para proporcionar la cantidad correcta de carga en el motor durante el período de rodaje de prueba. El diseño de hojas múltiples también proporciona un flujo de aire de enfriamiento adicional durante la prueba. 

Hélice ajustable desde el suelo - Ground-Adjustable Propeller  

La hélice ajustable en tierra funciona como una hélice de paso fijo. El paso, o ángulo de la pala, se puede cambiar solo cuando la hélice no está girando. Esto se hace aflojando el mecanismo de sujeción que sujeta las cuchillas en su lugar. Una vez que se ha apretado el mecanismo de sujeción, el paso de las palas no se puede cambiar en vuelo para cumplir con los requisitos de vuelo variable. La hélice ajustable en tierra no se usa a menudo en los aviones actuales.

Hélice de paso controlable - Controllable-Pitch Propeller 

La hélice de paso controlable permite cambiar el paso de las palas, o el ángulo, mientras la hélice está girando. Esto permite que la hélice adopte un ángulo de pala que ofrezca el mejor rendimiento para condiciones de vuelo particulares. 

El número de posiciones de paso puede estar limitado, como con una hélice controlable de dos posiciones, o el paso puede ajustarse a cualquier ángulo entre los ajustes de paso mínimo y máximo de una hélice determinada. El uso de hélices de paso controlable también hace posible alcanzar las rpm del motor deseadas para una condición de vuelo particular.

Este tipo de hélice no debe confundirse con una hélice de velocidad constante. Con el tipo de paso controlable, el ángulo de la pala se puede cambiar en vuelo, pero el piloto debe cambiar el ángulo de la pala de la hélice directamente. El ángulo de la pala no volverá a cambiar hasta que el piloto lo cambie. 

El uso de un gobernador es el siguiente paso en la evolución del desarrollo de hélices, dando paso a hélices de velocidad constante con sistemas de gobernador. Un ejemplo de una hélice de dos posiciones es una hélice de dos posiciones con contrapeso Hamilton Standard. Estos tipos de hélices no se usan mucho en la actualidad.

Hélices de velocidad constante - Constant-Speed Propellers  

La hélice tiene una tendencia natural a disminuir la velocidad a medida que la aeronave asciende ya aumentar su velocidad a medida que la aeronave se sumerge porque la carga del motor varía. Para proporcionar una hélice eficiente, la velocidad se mantiene lo más constante posible. Mediante el uso de gobernadores de hélice para aumentar o disminuir el paso de la hélice, la velocidad del motor se mantiene constante. 

Cuando el avión inicia un ascenso, el ángulo de las palas de la hélice disminuye lo suficiente para evitar que disminuya la velocidad del motor. El motor puede mantener su potencia de salida si no se cambia la configuración del acelerador. Cuando el avión entra en picado, el ángulo de las palas aumenta lo suficiente para evitar el exceso de velocidad y, con el mismo ajuste del acelerador, la potencia de salida permanece sin cambios. 

Si se cambia el ajuste del acelerador en lugar de cambiar la velocidad del avión ascendiendo o sumergiéndose, el ángulo de las palas aumenta o disminuye según sea necesario para mantener constantes las rpm del motor. La potencia de salida (no las rpm) cambia de acuerdo con los cambios en la configuración del acelerador. La hélice de velocidad constante controlada por el gobernador cambia el ángulo de las palas automáticamente, manteniendo constantes las rpm del motor.

Un tipo de mecanismo de cambio de paso es operado por presión de aceite (hidráulicamente) y utiliza una disposición de pistón y cilindro. El pistón puede moverse en el cilindro o el cilindro puede moverse sobre un pistón estacionario. 

El movimiento lineal del pistón se convierte mediante varios tipos diferentes de conexión mecánica en el movimiento giratorio necesario para cambiar el ángulo de la hoja. La conexión mecánica puede ser a través de engranajes, el mecanismo de cambio de paso que hace girar la culata de cada pala. Cada hoja está montada con un cojinete que permite que la hoja gire para cambiar el paso.

En la mayoría de los casos, la presión de aceite para operar los diferentes tipos de mecanismos hidráulicos de cambio de paso proviene directamente del sistema de lubricación del motor. Cuando se usa el sistema de lubricación del motor, la presión del aceite del motor generalmente se impulsa mediante una bomba que es integral con el gobernador para operar la hélice. 

La presión de aceite más alta (aproximadamente 300 libras por pulgada cuadrada (psi)) proporciona un cambio de ángulo de hoja más rápido. Los gobernadores dirigen el aceite presurizado para la operación de los mecanismos hidráulicos de cambio de paso.

Los gobernadores utilizados para controlar los mecanismos hidráulicos de cambio de paso están acoplados al cigüeñal del motor y son sensibles a los cambios de rpm. Cuando las rpm aumentan por encima del valor para el que se establece un gobernador, el gobernador hace que el mecanismo de cambio de paso de la hélice gire las palas a un ángulo mayor. 

Este ángulo aumenta la carga sobre el motor y las rpm disminuyen. Cuando las rpm disminuyen por debajo del valor para el que se establece un gobernador, el gobernador hace que el mecanismo de cambio de paso gire las palas a un ángulo más bajo; la carga en el motor se reduce y las rpm aumentan. Por lo tanto, un gobernador de hélice tiende a mantener constantes las rpm del motor.

En los sistemas de hélice de velocidad constante, el sistema de control ajusta el cabeceo mediante el uso de un gobernador, sin la atención del piloto, para mantener un régimen predeterminado específico del motor dentro del rango establecido de la hélice. Por ejemplo, si aumenta la velocidad del motor, se produce una condición de exceso de velocidad y la hélice debe reducir la velocidad. 

Los controles aumentan automáticamente el ángulo de la hoja hasta que se restablecen las rpm deseadas. Un buen sistema de control de velocidad constante responde a variaciones de rpm tan pequeñas que, para todos los propósitos prácticos, se mantienen constantes.

Cada hélice de velocidad constante tiene una fuerza opuesta que opera contra la presión de aceite del gobernador. Los contrapesos montados en las palas mueven las palas en la dirección de paso alto a medida que gira la hélice. Otras fuerzas utilizadas para mover las palas hacia la dirección de paso alto incluyen la presión del aire (contenida en el domo frontal), los resortes y el momento de torsión aerodinámico.

Hélices emplumadas - Feathering Propellers  

Las hélices emplumadas deben usarse en aeronaves multimotor para reducir al mínimo la resistencia de la hélice en una o más condiciones de falla del motor. Una hélice de bandera es una hélice de velocidad constante utilizada en aviones multimotor que tiene un mecanismo para cambiar el paso a un ángulo de aproximadamente 90°. 

Por lo general, una hélice está en bandera cuando el motor no desarrolla la potencia necesaria para hacer girar la hélice. Al girar el ángulo de la pala de la hélice en paralelo a la línea de vuelo, se reduce considerablemente la resistencia aerodinámica del avión. Con las palas paralelas a la corriente de aire, la hélice deja de girar y se produce un molinete mínimo, si lo hubiera. Las palas se mantienen en pluma por fuerzas aerodinámicas.

Casi todas las hélices pequeñas en bandera usan presión de aceite para llevar la hélice a un paso bajo y contrapesos de pala, resortes y aire comprimido para llevar las palas a un paso alto. Dado que las palas irían a la posición de bandera durante el apagado, los pestillos bloquean la hélice en la posición de paso bajo a medida que la hélice se desacelera al apagar. 

Estos pueden ser internos o externos y están contenidos dentro del cubo de la hélice. En vuelo, se evita que los pestillos impidan que las palas se balanceen porque la fuerza centrífuga las mantiene fuera de su asiento. Se necesitan pestillos para evitar una carga excesiva en el motor al arrancar. Si la hoja estuviera en la posición de bandera durante el arranque del motor, el motor se colocaría bajo una carga indebida durante un tiempo en el que el motor ya está sujeto a desgaste.  

Hélices de paso inverso - Reverse-Pitch Propellers  

Se incluyen refinamientos adicionales, como hélices de paso inverso (utilizadas principalmente en hélices turbo), en algunas hélices para mejorar sus características operativas. Casi todas las hélices de paso inverso son del tipo de bandera. Una hélice de paso inverso es una hélice controlable en la que los ángulos de las palas se pueden cambiar a un valor negativo durante la operación.

El propósito de la característica de paso reversible es producir un ángulo de pala negativo que produzca un empuje opuesto a la dirección normal de avance. Normalmente, cuando el tren de aterrizaje está en contacto con la pista después del aterrizaje, las palas de las hélices se pueden mover a un paso negativo (invertido), lo que crea un empuje en dirección opuesta a la de la aeronave y reduce la velocidad de la aeronave. 

A medida que las palas de la hélice se mueven hacia un paso negativo, se aplica potencia del motor para aumentar el empuje negativo. Esto frena aerodinámicamente la aeronave y reduce el balanceo después del aterrizaje. Invertir las hélices también reduce rápidamente la velocidad de la aeronave en la pista justo después del aterrizaje y minimiza el desgaste de los frenos de la aeronave.