Il concetto della propulsione era già noto anche a Leonardo da Vinci quando disegnò il suo primo elicottero dotato di elica a vite. I primi ad utilizzare tale elica furono gli egiziani che la utilizzavano per recuperare l’acqua dai pozzi per irrigare i campi. Nel campo nautico i primi esperimenti di propulsione furono quando venne applicata l’elica a vite per pompare a mare l’acqua imbarcata dalle navi nelle sentine. Ma l’inizio del vero e proprio sviluppo dell’elica è avvenuto quando nacquero i primi motori a vapore.
All’inizio questi ultimi utilizzavano, grazie al basso numero di giri delle caldaie, delle ruote a pale per muovere le imbarcazioni. Solo verso la metà del 1600 venne utilizzata per la prima volta l’elica a vite come mezzo per la propulsione. L’evoluzione vera e propria di quest’ultima avvenne pero solo a partire da 19° secolo.
L’evoluzione dell’elica a vite avvenne anche per cause accidentali, quando in una collisione con un corpo sommerso, l’elica ruppe, e d’improvviso l’imbarcazione accellerò la sua corsa.
Da qui iniziano i vari esperimenti che hanno portato prima alla riduzione delle pale, e poi successivamente anche all’incremento del loro numero.
L’ostacolo principale all’evoluzione dell’elica di allora a quella moderna è sempre stata la disponibilità dei materiali con cui la si poteva costruire.
Oggi giorno possiamo scegliere tra una discreta varietà di materiali che vanno dalla plastica al titanio. E con l’ausilio di macchinari a controllo numerico siamo in grado di creare eliche dalle forme più inusuali. Vediamo ora le parti che compongono un elica marina:

Questa immagine riportata qui sotto è un tipico esempio di un elica “grezza”, ovvero appena uscita dalla fusione e non ancora lucidata, ma in grado già di permettere di capire quale sarà il suo grado di rendimento.
La terminologia per identificare le varie parti dell’elica è la seguente:

• A – Estremità dell’elica o “Blade Tip”, questo è il punto più esterno della circonferenza dell’elica che viene utilizzato come di riferimento per calcolarne il diametro. Misura espressa in pollici.
  
  B - Il bordo d’entrata dell’elica o “Leading Edge”, questa è la parte che viene per prima a contatto con l’acqua quando l’elica entra in rotazione.
  
  C – Il bordo d’uscita o “Trailing Edge” è il lato dove avviene l’espulsione dell’acqua dopo che quest’ultima è stata compressa dalla faccia dell’elica o pala.(E)
  
  D – Labbro o “Cup” è una piccola superficie sull’estramità dell’elica con un passo più accentuato rispetto a quello dell’elica stessa. Fornisce un ulteriore propulsione alle alte velocità. Un po’ come un piccolo spoiler.
  
  E- Pala dell’elica o “Blade Face”, è la parte dell’elica che si occupa di creare l’effetto propulsivo comprimendo l’acqua catturata dal bordo d’ingresso dell’elica (B). L’angolo di inclinazione della pala è quella che determina in pollici il passo dell’elica.

Il passo in sostanza viene calcolato teoricamente immaginando di avere un elica che si avvita in un corpo gelatinoso. Ad ogni rotazione sul proprio asse, in base al proprio passo, si produce un avanzamento dell’elica nel “corpo”. Tale spostamento viene espresso in pollici. Maggiore sarà il passo e maggiore sarà la distanza percorsa a parità di giri.

(Vedi esempio qui sotto) Conseguenza logica del passo è che maggiore è quest’ultimo e maggiore sarà quindi la spinta propulsiva dell’elica. A parità di passo si possono avere anche eliche di diametri diversi. La giusta combinazione tra passo e diametro perme l’abbinamento corretto tra elica e motore.
Vi sono anche calcoli teorici per avere la massima approssimazione ad un elica ideale, vedi esempio sottostante, ma non è il caso di discuterne in questo tutorial.


Nonostante tutte le possibili formule matematiche applicate e gli studi di modellazione 3D, non esiste l’elica ideale per antonomasia. Solo l’esperienza e le prove in mare effettuate, possono fare sì che si trovi l’elica giusta per un determinato motore.

Bisogna precisare che però, quest’ultima sarà sempre un compromesso. Difficilmente si potrà trovare un’elica in grado di fornire uno elevato spunto alla partenza e allo stesso tempo una velocità massima alta.

Eliche perforanti alle alte velocità offrono uno spunto alla partenza molto ridotto, diversamente eliche per lo sci nautico, hanno rendimenti altissimi nello spunto ma difficilmente sono utilizzabili su scafi che superano i 30/35 nodi.