Si acudimos a la socorrida Wikipedia encontraremos que la definición de hélice es la siguiente:

Una hélice es un elemento que convierte el movimiento giratorio de un motor u otra fuente de energía en una corriente de remolino que empuja dicha hélice hacia adelante o hacia atrás. El conjunto de la hélice comprende un cubo giratorio, al que se unen VARIAS palas radiales con un perfil aerodinámico determinado. Todo este conjunto gira alrededor de un eje longitudinal. El paso de las palas puede ser fijo, variable manualmente a unas pocas posiciones establecidas, o del tipo de “velocidad constante”, es decir, aquellas que varían el paso según las necesidades del vuelo. Pueden estar hechas en metal, madera o materiales compuestos y son adecuadas para su uso a velocidades subsonicas.

Bueno, si no nos ponemos excesivamente científicos, hay poco que objetar a esa definición.
Continué con la búsqueda de definiciones y acudí, esta vez, a la RAE:

CONJUNTO DE ALETAS que giran alrededor de un eje y empujan el fluido ambiente produciendo en él una fuerza de reacción que se utiliza principalmente para la propulsión de barcos y aeronaves.

Ahondando aún más, decidí hacer una consulta en la reputada Enciclopedia Británica, la cual nos dice:

Hélice, dispositivo con un cubo central y PALAS radiales colocadas de manera que cada una forme parte de una superficie helicoidal (espiral). Por su rotación, una hélice produce empuje debido a las fuerzas aerodinámicas o fluidas que actúan sobre las palas y da movimiento hacia adelante a un avión. En Gran Bretaña, la hélice de un avión o el rotor de un helicóptero se llama comúnmente airscrew.

Habréis notado lo de VARIAS/ CONJUNTO DE ALETAS/ PALAS no solo en mayúsculas, sino también en negrita.
Normalmente no habría prestado atención, como la mayoría de nosotros, a estas definiciones de no ser porque hace unos días un compañero me envió información acerca de una hélice de la que nunca había oído hablar: la hélice Everel de una sola pala.

Sí, UNA. Por lo que tras leer este artículo, algunos de vosotros empezareis a pensar que en esas definiciones también cabría decir que una hélice está compuesta por un cubo giratorio al que se unen UNA o varias palas radiales/ que es UNA aleta o conjunto de aletas/ o que es un dispositivo con un cubo central y UNA o varias palas radiales…

Existen diferentes compañías dedicadas al diseño y fabricación de hélices. Entre las más conocidas destacan algunas como: Hartzell, McCauley o Sensenich. Será esta última de la que hablaremos a continuacion por su relación con nuestra historia.

La Historia de Sensenich se inicia en 1920, cuando Los hermanos Harry y Martin Sensenich se empeñan en conseguir un vehiculo rápido para circular por las carreteras de su localidad. Usando un motor de avion y una hélice procedentes de la Primera Guerra Mundial (1914-1918), consiguieron crear un carro de granja impulsado por estos elementos. Tras ser expulsados de las carreteras por las autoridades, los hermanos montaron el motor en un trineo para el hielo. Mientras estaban probando el nuevo vehiculo a altas velocidades por un rio congelado llamado Susquehanna, el vehiculo se estrelló y la helice quedó dañada.

Los hermanos decidieron reemplazarla por una de su propio diseño y fabricación. Es a partir de entonces, en 1932, cuando los hermanos Sensenich establecieron su propia compañía. Continuaron construyendo helices de paso fijo a lo largo de 1930, primero en el establo familiar y luego en una fabrica en el condado de Fairfield, Pensilvania.

Publicidad histórica de las hélices Sensenich

Durante la época dorada de la aviación (1920-1930), la mayoría de ingenieros, incluidos los que trabajaban para Sensenich, se debatían entre las ventajas del rendimiento de las helices tripalas sobre las bipalas, de las de cuatro palas sobre las de tres y de las formas, materiales o dimensiones necesarias para conseguir palas eficientes. Sin embargo, el inventor Walter Everts fue completamente contrario a estos debates, argumentando que la solución a la busqueda de la eficiencia sería la hélice de una única pala. Según sus cálculos, su hélice no solo tendría menos resistencia sino que no se vería afectada por la interferencia entre palas y por tanto, se movería más limpiamente a través de la corriente de aire.

Everts se asoció para acometer esta empresa con Frank Ellington, otro apasionado de la aviación y combinaron sus nombres para crear la Everel Propeller Corporation. Es entonces cuando, sabedores de la poca infraestructura con que contaban y del crecimiento de los hermanos Sensenich, llegaron a un acuerdo para que estos fabricaran su innovadora pala.

Consciente de las necesidades de crear una pala de paso variable, Everts no se detuvo en el diseño de una hélice con una única pala contrapesada sino que llevó su innovación un paso mas allá.

Una hélice de paso variable es un tipo de hélice cuyas palas pueden cambiar su ángulo de ataque. Estas hélices se utilizan en los aviones para adaptar la hélice a diferentes niveles de empuje y velocidades del aire de manera que las palas de la hélice no entren en pérdida, y por lo tanto, disminuyan la eficiencia del sistema de propulsión. Es con el cambio del paso con lo que se modifican los parámetros para hacer un mejor uso de la potencia del motor en cada momento.

Everts logró entonces sumar a su nueva hélice el que ésta girara libremente sobre un ingenioso cubo, lo que le permitía cambiar automáticamente el paso en vuelo. En su diseño, a medida que cambia el centro de presión sobre la pala, la inclinación de la hélice cambia con ella. A plena potencia en el despegue la pala gira a paso corto, lo que implica menor ángulo de ataque y una menor resistencia inducida, por lo que la hélice puede girar con mayor libertad permitiendo un mayor desarrollo de la potencia del motor. En vuelo de crucero, para incrementar la eficiencia, gira con paso largo.

El invento de Everts parece ser el precursor de las conocidas hélices Aeromatic de paso variable que no necesitan governor, control de cabina ni cigüeñal hueco, sino que son controladas completamente por fuerzas aerodinámicas. Es la razón de que en la época se dijera de ellas que eran “hélices con cerebro”.

Para 1937, la Sensenich ya estaba trabajando con Everts y Ellington, ambos naturales de Baltimore. Durante las etapas de prueba y experimentación, Everts descubrió que la pala única producía un empuje un 25% mayor que la hélice convencional de dos palas. Casi sesenta palas experimentales y más de una docena de bujes y mecanismos fueron construidos y testeados en bancos de pruebas.

Hélice Everel actualmente en uso en una Piper J-3 Cub. Fuente: www.aopa.org

Cuando estaba aparentemente lista para surcar los cielos, Harry Sensenich se puso en contacto con un conocido Barnstormer de la época y fundador del aeropuerto de Lancaster, Pensilvania. Su nombre era Jesse Jones. Como uno de los pilotos más experimentados de entonces, estuvo interesado en probar la nueva hélice y unos días después la pala se instaló en uno de sus aviones.

Todo estaba preparado, sin embargo, tan pronto como el motor fue encendido, el avión comenzó a vibrar violentamente y los carenados salieron despedidos. En palabras del propio Jones:

Tan pronto como arrancó el motor, el avión comenzó a vibrar; y para cuando el acelerador estaba a medio gas, algunos de los carenados habían sido completamente expulsados fuera del avión, y la parte delantera del motor tenía una apariencia de caída.

El Sr. Everts no se rindió tras esta nefasta primera prueba por lo que después de trabajar día y noche sin descanso, consiguió corregir el problema. El 25 de enero de 1937 se instaló de nuevo la hélice y Jones levantó suavemente su avión completando el primer vuelo con una hélice de una sola pala. Apenas unos días después, emprendió una gira para publicitarla de costa a costa en un Cessna Airmaster de 145 caballos equipado con una Everel de una pala.

Harry Sensenich, Walter Everts, Jesse Jones y Martin Sensenich junto a la EVEREL de una sola pala

La importante campaña publicitaria, la ilusión y el empeño en este nuevo invento no evitó el que no se superaran las cien ventas. Uno de los problemas de la hélice fue que era más pesada que una hélice de dos palas, un gran inconveniente para los aviones de los años 30. Otro de sus problemas, quizá el más destacado, fue su elevado precio. Por contextualizar, una hélice Sensenich de dos palas costaba entonces alrededor de 27$, la Everel de una sola pala costaba diez veces más, unos 270$. Tengamos en cuenta que el costo de una Piper Cub en 1938 era de 1000$.

Everts casi con total seguridad no hizo un centavo con su invento, sin embargo, la patente de su ingenioso buje fue todo un éxito por lo que la adquirió la Corporación Koppers de Baltimore, a la sazón, quien fabricó la hélice Aeromatic de control automático que perdura hasta nuestros dias.
Para la década de 1940, el nombre de Everel fue olvidado y hoy la hélice de una sola pala ha sido relegada a objeto de coleccionismo (muy cotizado) y para vuelos de exhibición.

Precio actual de una hélice EVEREL

La pregunta que nos queda por hacernos es si su invento fue un completo fracaso. Si lo vemos desde la persepctiva económica, evidentemente sí, lo fue. Pero si lo vemos desde un prisma diferente, fue una forma de encontrar los límites de la innovación. Ha perdurado donde muchas innovaciones nunca llegaron ni tan siquiera a despegar. La hélice Everel de una sola pala es un artefacto de una gran innovación que podríamos aparcar en un lugar destacado de la historia de la aviación, como el Aerocar de Molt Taylor. Quizá en un futuro, con nuevos materiales, diseños y perfiles, veamos hélices de una sola pala surcando los cielos.

www.VueloyVela.com

Articulo realizado con la colaboración de Francisco Pérez Juárez

Bibliografía:

https://lifewithldub.blogspot.com/2018/10/the-journal-part-ii-single-blade.html

http://www.sensenich.com/company/

https://airandspace.si.edu/collection-objects/sensenich-propeller-fixed-pitch-two-blade-wood

https://nineronepop.blogspot.com/2018/11/singular-sensation.html

http://www.manualvuelo.com/SIF/SIF32.html

https://www.microsiervos.com/archivo/aerotrastorno/sabias-que-es-el-paso-de-la-helice.html

https://www.aopa.org/news-and-media/all-news/2018/november/pilot/singular-sensation

https://airandspace.si.edu/collection-objects/sensenich-propeller-fixed-pitch-two-blade-wood

Dreams of Flight: General Aviation in the United States. Escrito por Janet Rose Daly Bednarek, Michael H. Bednarek