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1 Why change propeller ?

2 Light propellers for aviation

3 Propellers Moment of Inertia

4 Propellers of 3rd generation

5 Diameter and blades number







4 minutes to ask the good questions


why change aircraft propeller

Propeller is not an accessory

It is an essential equipment, indispensable, exactly as the aircraft structure and as the engine. A light aircraft or an ultralight cannot take-off or cruise without propeller.

The propeller is a critical equipment :

  • If its efficiency is bad, this will affect the performances and the fuel comsumption of the aircraft
  • If it has not been well designed and calculated, if it is bad manufactured or it has too many parts, the risks could be significant (loss of the pitch, loss of a blade, even loss of the propeller)
  • If it is bad balanced, this could cause vibrations. Vibrations could be dangereous for other parts of the aircraft (reducer, engine mount, silent-blocks)
  • If the propeller is fragile, or if it could damage over time, the repairs could grounded the aircraft
  • If it is noisy, this could degrade the confort for the pilot and his passenger, and also the relationship with the neighbours
  • If the propeller is heavy, this will affect the mass of the aircraft, and could weigh above the limits on the reducer.


 helices aeronautiques


Those characteristics are essential to obtain the perfect propeller that doesn't get noticed.

Furthermore, the propeller must be nice, because "a beautiful plane is a plane which flies well".








But all propellers do not meet those specifications. Why ?

Some explanations :


    eprops flecheThe propellers manufacturers are using concepts and profils developed since more than 50 years. The geometries of the wooden blades have practically not changed since 1960. The blades of different composite blades are often copied from each other : if you put some of them next to the others to notice strange similarities...


eprops propellers


    eprops flecheThe traditional propellers manufacturers are doing very little real researches on profiles, chords and positioning of the blades. They are making an "universal" blade, which is more or less adapted to all types of engines, with a diameter which would be cutted as wanted. They develop a manufacturing process as cheap as possible, and then do not touch anything during years, in order to get the biggest return on their production line - even when the manufacturing process does not ensure a whole reproductibility...

And regarding the efficiency... Which manufacturer tests then publishes comparative technical data of its propellers ? In order to have the best performances of a propeller, each blade has to be especially developed for one engine, one gear box, one diameter, a speed range of the aircraft and a defined configuration. The propeller is necessarily a custom-made product. However, most of propellers manufacturers have only some blades designs in their catalogs.

eprops propellers


    eprops flecheStatic and dynamic balancing seem essential at the end of a propeller's manufacturing : it is amazing to see how this process is neglected by the most of the propellers manufacturers. Some of them are manufacturing balanced blades' sets, but do not verify the balancing of the complete propeller.


eprops propellers


    eprops flecheWorks on noise reduction are not common since 1940. If you keep the same geometries, the samed chords, the same blades' number and the same positioning of the blades, it is a fiction to imagine to reduce the noise made by the propellers.


    eprops propellers


    eprops flecheThe goal of a manufacturer is generally not to propose the stronger product as possible, because he has to ensure to keep a renewal or repair market.

    How explain that many composite propellers are protected with a gel-coat, nice and gloss when the propeller is new, but which will be damaged very fast on the leading edge, and which will not be repairable, except by the manufacturer. Other manufacturers mix materials as carbon and aluminium, without taking into account the galvanic corrosion. Othet are making their hubs in cast alumimiun, with the big risk of skin marks, and therefore a very limited life.

    Look for the weakest point, analyze the reason...


eprops propellers


    eprops fleche The lack of recent researches on propellers for leisure aviation and on their manufacturing process leads the manufacturers to propose heavy products, even very heavy. Some propellers weight up to 18 kg ! Very stange in the aeronautic field, where the lightness is imperative, for obvious physical reasons, and not only to adapt to regulation.


eprops propellers


    eprops flecheMany propellers blades have been developed to adapt on several engines : they are massive, huge, and finally disproportionate with respect to the fine ultralights.


JMB aircraft helices propellers



Ask yourself question :

Do my present propeller, the one which allows my ultralight to take-off, climb and cruise, meets those essential specifications ?

Is it efficient, light, simple, well-designed, silent, well-manufactured, strong, esthetic and well-balanced ?


eprops ouiCongratulations, you have the perfect propeller, well-adapted to your needs and which allows to fly safety in your aircraft

non epropsIt is time to change !

Your safety is first threatened, and also your comfort, and in the long term your budget.

Bad performances, fuel overconsumption and vibrations are not fate !


tires e-props


Objections :

You have no time to change your propeller ?

Choose a simple propeller, with a good manual; so you just need 2 hours for assembly and pitch adjustment.

You don't have the budget for a new propeller ?

An efficient, new, solid and safe propeller, costs less than 2% of the total price of a new ultralight, and less than 5% of the amount of a second-hand mid-range ultralight.

Sometimes you have to make some choices : a good propeller is essential, some accessories not.

The aircraft manufacturer has chosen my propeller : that's the best choice for my aircraft.


Yes - and no ! An aircraft manufacturer has not always the time and the possibility to test all propellers on the market. This model is perhaps the one which he has made all certification tests (and he doesn't want to make them again - we can understand !), or the one on which he has the best margin... The manufacturer choice is not always the best technical choice, because we are not in a perfect world.

You don't know what propeller you should choose ?

All propellers manufacturers are saying the same thing : their propellers are the best, the stronger, the more silent. Of course. Same by E-PROPS ! Perhaps you have to favour a propeller manufacturer who will give proofs, and be sure that you can give the propeller back and be reimbursed if this model does not suit you...




frise eprops




At E-PROPS we do not assert without proof



E-PROPS : the lightest propellers on the market

A 3-blades carbon propeller diameter 170 cm for only 2,6 kg

See comparative in the following section



E-PROPS : 3rd generation propellers : new aerodynamic designs become possible. High CL profiles, narrow chords, very big diameters, positions of the blades... The numerical modelling studies allow to optimize propeller's performances on all speed's range of the aircraft.

See pages :






E-PROPS : very simple propellers

For example, see => la simplicité est la sophistication suprême

Only 17 pieces against 40 pieces for a competitor standard propeller



E-PROPS : particularly efficient propellers

Some comparative tests are showing that ground adjustable pitch E-PROPS propellers are more efficient than some variable pitch propellers on the market.

See tests reports = FLIGHT TESTS



E-PROPS : hi-tech process for manufacturing, tests and balancing

See pages :




Propellers are certified following the LSA standard (ASTM F2506-13)



E-PROPS : strong propellers with leading edge protection

No life limitation, MTBO 2.000 h




E-PROPS : silent propellers

E-PROPS has developed specific concepts to reduce the noise :

QD2 concept : a 4-blades composed of 2 x 2-blades with different angles to reduce the noise and increase the performances. Noise reduction in comparison with a standard propeller : about 8 decibels.


H²D concept : Hexapale Hexa Dephasee. It is the same principle as some anti-torque tail rotors of helicopters, to significantly reduce vibrations and noise.




The E-PROPS equip more than 200 ultralights / aircraft

Here is the updated list of the aircraft on which E-Props propellers have been mounted and validated (excepted paramotors and UAV) :




The customers are freely given their feedback




And at the end, because E-PROPS does not tell false stories, HELICES E-PROPS is the sole company to offer a garantee "SATISFIED or REIMBOURSED during 6 MONTHS" without conditions




satisfait ou remboursé hélices ULM












The E-PROPS propellers are the lightest propellers on the market


New technologies, manufacturing process and materials, innovative design and tests tools allow now to obtain ultra-light propellers.


It is essential to design and realize the aeronautical equipments as light as possible, not for communication and regulation reasons, but only to respect the laws of physics.



helice eprops ultra legere performante bipale pour rotax 80 cv

ALMACIA 80 propeller for ROTAX 80 hp : 1,8 kg




Propellers weights comparative

The E-PROPS team does not assert without proof.

Here is a comparative of 3-blades composite propellers, tractor configuration, for Rotax 912S (100 hp) engines, ground adjustable pitch, diameters about 170 cm, screws included, without spacers.







What are the advantages of a light propeller ?


In aviation, any weight savings are important. And it is particularly true on the reducer or on the brace. The heavy propellers are a real handicap for the engine: they request far too much the interface’s parts, make starting difficult, amplify the vibrations and in the end degrade the performances.


A weight gain of 2 kg = 2,8 kg fuel, which allows for example to fly 25 km more with a Dyn’Aero MCR (consumption 16 l/h @ 250 km/h). And sometimes a 2 kg saving simply allows to respect the French Ultralights regulation.


That is why E-Props propellers attempts to design and to make light propellers, while increasing their mechanical holding, thanks to the exceptional characteristics of the three-dimensional high-strength carbon fiber. And those light propellers allow to obtain the same performances as inflight variable pitch propellers…



translation in progress :

Une hélice légère va induire moins de contraintes sur le moteur ou sur réducteur. Elle va également générer moins de vibrations, ce qui garantit une meilleure longévité du système.


Une hélice trop lourde sollicite beaucoup le vilebrequin ou le réducteur, qui peuvent aller jusqu'à casser. C'est pourquoi les fabricants de moteurs indiquent une valeur de moment d'inertie maximum à ne pas dépasser. Il est impératif de s'assurer que l'hélice respecte cette valeur. See the dedicated section : Moment of Inertia.

Exemple : moments d'inertie maximal ROTAX famille 912 = 6000 kg.cm²


Paradoxalement, une hélice plus légère est également plus résistante. Elle permet une accélération et une décélération du moteur plus rapide. L'hélice est plus réactive, elle s'arrête beaucoup plus vite, donc elle risque moins de se casser en cas de choc.

A noter : l'arrêt des moteurs ROTAX 912 génère un choc assez inhabituel en aviation; l'utilisation d'une hélice légère atténue ce choc.


Pour les paramoteurs, une hélice légère permet un confort accru pour le pilote : moins de masse sur le dos lors du décollage, moins d'efforts gyroscopiques et moins de couple.


Il y a 2 origines à l'effet de couple :
- le couple moteur, qui dépend de la puissance et du taux de réduction (rien à voir avec l'hélice).

- le couple gyroscopique de l'hélice, qui est lié à la masse des bouts de pales. Sur les HELICES E-PROPS, cette masse est extrêmement réduite.

Il faut néanmoins que ce type d'hélices soit bien dimensionné et que les renforts soient situés aux bons endroits dans les pales et le moyeu, afin que l'hélice soit suffisamment résistante. Les efforts qui passent dans une hélice lors de son fonctionnement sont très importants.




helice ultra legere E-PROPS

3-blades DURANDAL 80 M propeller diameter 170 cm = 2,5 kg




Could a propeller be too light ?


Non, en aucun cas.


On entend parfois dire qu'il faut avoir une hélice lourde pour que le moteur "tourne rond" au ralenti sol, c'est-à-dire présente une vitesse de rotation plus constante. Mais si les variation de vitesse sont plus faibles, les variation d'efforts entre l'hélice et les pistons (sur toute la chaîne mécanique, réducteur ou pas) sont plus importantes. Et les variations de vitesse ne créent pas de dommages, alors que les variation d'efforts, oui.


Hélices E-Props a mis au point un système de capteurs électroniques (accéléromètres et jauge de contrainte) qui se fixe sur le moyeu de l'hélice à tester, qui permet d'enregistrer à haute fréquence les accélérations angulaires et centrifuges subies par l'hélice en rotation pour chaque régime, au sol et en vol. Les variations d'efforts sont ainsi mesurées et analysées, et les hélices sont dimensionnées pour chaque motorisation.


Il est à noter que les motoristes sérieux n'indiquent pas de valeurs minimales pour les moments d'inertie : cela indique qu'il n'y a aucun problème à monter une hélice très légère sur les moteurs aéronautiques, bien au contraire.


Même une hélice très légère va générer un volant d'inertie très suffisant.

Par exemple, le moment d'inertie du modèle d'Hélice E-Props pour moteur Jabiru 2200 Vorpaline est de 1.500 kg/cm². Cela représente le moment d'inertie d'un disque d'acier de 14 kg de diamètre 300 mm par 25 mm d'épaisseur.










moment d'inertie hélices




The inertia of an object is its capacity to resist a variation of speed. The slowness is directly connected to the mass of the object and thus confronts in kg. For rotating objects, the mass is not a sufficient information. The mass of the object is associated with its distance by report the axis of rotation, in order to compare the capacity of resistance with a variation of angular speed.

It is the moment of inertia, which confronts ² there.



The moment of inertia is a very important data for the propellers



Indeed, the aeronautical engines are mostly piston motors. The brace undergoes a push of the connecting rod in every tour in 2-strokes engines, and both tours in 4-strockes engines. The brace is accelerated during an about-turn, and is slowed down during the rest of the cycle. It is the inertia of all the rotary set which is going to allow to assure the rise of pistons and regularization of the rotation.


The propeller makes the biggest steering wheel of inertia. If it is pulled by a reducer, the points of engine torque will be supported by the reducer. If it is directly bound on the brace (for direct drive engines), this one will support all the efforts. The efforts are besides passed on through all the system: the braces of redrive engines can also suffer if the moment of inertia of the propeller is too high. And the screws of the propeller are submitted to the same efforts.


Using of a propeller with a moment of inertia upper to the values indicated by the engines manufacturers is going to decrease of the longevity, even to break the reducer or the screws of the propeller.


That's why the engines manufacturers indicate the maximum values of moment of inertia of the propellers which can be adapted to their engines :

- Rotax 582 reducers A & B : 3000 kg.cm²

- Rotax 582 reducers C & E : 6000 kg.cm²

- Rotax 912, 912S, 912iS, 914 : 6000 kg.cm²

- Jabiru 2200 : 3000 kg.cm²


In case of problems linked to the use of an unsuitable propeller, engines manufacturers refuses any guarantee.


The moments of inertia of Hélices E-Props are calculated when the propellers are designed. Then the data are verified and measured for each propeller.


Even a very light propeller is going to generate a sufficient flywheel. For example, the MOI of the 3-blades E-Props for Jabiru is 1.500 kg / cm ². It represents the MOI of a steel disk of 14 kg in diameter 300 mm thickness 25 mm. The engines manufacturers give Max MOI, never Min...




Measure of the propeller moment of inertia

Technical document done by ROTAX ref SI11UL91E :



moment d'inertie hélices e-props



hélice e-props mesure du moment d'inertie

measure of the moment of inertia - E-Props propeller carbon





abaque moment d'inertie hélice

click to open





The E-Props propellers are very light and have a low moment of inertia.

Example 1 :

- engine Jabiru 2200 => maximum moment of inertia : 3000 kg.cm²

- VORPALINE propeller for this engine, diameter 152 cm => moment of inertia = 1500 kg.cm²


Example 2 :

- engine Rotax 912 => maximum moment of inertia : 6000 kg.cm² max

- DURANDAL 80 for this engine, diameter 190 cm => moment of inertia = 4400 kg.cm²












Since the beginning of aviation, propellers did not stop evolving. In leisure aviation, three main periods can be distinguished :



1rst generation

The 1st generation of propellers for the light aviation was contituted by wooden or metal propellers. In the 1940s - 1950, those fixed-pitch propellers were adapted more or less well to direct drive engines (as Continental, Lycoming, Volkswagen). They were mostly certified. To have a little better efficiency, the only solution was to use some rare variable-pitch, heavy and expensive.






2nd generation

In the 1980s - 1990, some composite propellers come on the market. Those propellers were lighter and showed a better efficiency. The ground adjustable pitch system marks a significant step forward for leisure aviation.



E-PROPS hélices




3rd generation

The 2000s - 2010 have discover the 3rd generation of propellers. Due to mechanical performances of the carbon fiber, new aerodynamic designs become possible : high CL profiles, narrow chords, very big diameters, positions of the blades... The numerical modelling studies allow to optimize propeller's performances on all speed's range of the aircraft. It is possible to obtain the best thrust during all the flight with the same pitch (what is called "ESR effect" on E-PROPS propellers). It is not necessary to choose between "take-off" and "cruise" performances.

The increases in efficiency are important.

This explains why those new propellers as E-PROPS are replacing the old ones, for example EVRA fixed wooden propellers on the DYN'AERO MCR, and even variable pitch propellers.

Example :

- as the one designed by Serge PENNEC for the GAZ'AILE, less efficient than the E-PROPS fixed VORPALINE model

- 3-blades E-PROPS propeller ground adjustable pitch is significantly more efficient than the 3-blades variable pitch WOODCOMP

- DURANDAL 80-S ground ajustable pitch with same performances as those obtained with a variable pitch propeller ARPLAST PV50 on MCR 80 hp

- DURANDAL 100-XL more efficient that a DUC FLASH propeller on G1 100 hp

- DURANDAL 100-M, chosen by the designers of the Ellipse Spirit, MCR, SHARK, DYNAMIC, VL3...

- ALMACIA 80, more efficient than a variable picth propeller IDROVARIO on ASSO V

Coming soon : comparative tests with a DAU (Data Acquisition System) on the ultralight of the company.


The E-Props propellers are the lightest on the market. The advantages of a light propeller are undeniable.



hélices de 3ème génération propellers of 3rd génération E-PROPS



The constant advances in innovative technologies, design's tools and tests systems let envisage in the next years new progress on propellers.






Translation in Progress

Thank you for your understanding






Les problématiques de diamètre et de nombre de pales d'une hélice, ainsi que des avantages et des inconvénients des différentes solutions, sont souvent évoqués par les pilotes. On entend par exemple: "une bipale traîne moins qu'une tripale", "une petite hélice est plus efficace qu'une grande", ou "le meilleur compromis, c'est la monopale"... C'est parfois vrai, parfois faux, mais dans tous les cas, ce n'est pas aussi simple.


Cette page présente quelques notions simples sur ce sujet.




1 - Quelques principes théoriques



Le rendement


L’hélice sert à transformer la puissance mécanique du moteur en puissance utile au vol.

Cette puissance utile se manifeste par une force : la poussée.

La puissance d’un moteur est égale au couple fois le régime de rotation : Puissance moteur = Couple x régime

La puissance utile au vol est égale à la poussée fois la vitesse de vol : Puissance Utile (W) = Poussée x Vitesse (N x m/s)


Malheureusement, l’hélice ne convertit pas toute la puissance du moteur en puissance utile. Il y a des pertes.

Le rendement de l’hélice représente l’efficacité de la conversion : Rendement hélice = Puissance utile / Puissance moteur


Calculons un cas pratique => quel est le rendement d’une hélice transformant 60000 Watt (80 CV) en 1500 Newton (150 Kg) de traction en lors du décollage à 20 m/s (72 km/h)?


Il faut d’abord calculer la puissance utile au vol : Puissance utile = Traction x Vitesse de vol  1500 x 20 = 30000 Watt

Ensuite le rendement : Rendement hélice = puissance utile / puissance moteur => 30000 / 60000 = 0,5 = 50%


Le rendement de cette hélice est donc de 50%. Cela implique que la moitié de la puissance est perdue. Dans le cas d’une hélice parfaite sans perte, 30000 W de puissance moteur suffirait pour obtenir 1500 N de traction. Le moteur consommerait deux fois moins et serait bien plus léger.

C’est dire si le rendement de l’hélice influe sur les performances d’une machine !

Pour information, les rendements usuels des hélices vont de 30% à 90%.



Si on veut aller plus loin, on peut découper le rendement hélice en deux, afin d’en séparer les causes. Une première partie des pertes est liée au principe de propulsion dans l’air : c'est le rendement propulsif. Et on représente la deuxième partie des pertes par le rendement de forme, qui rassemble les effets de traînée aérodynamique.



Rendement Hélice = Rendement Propulsif x Rendement de Forme



Le rendement de forme


Le rendement de forme regroupe les effets de la traînée des pales. En effet, une pale fonctionnant comme une aile, elle est aussi soumise à la traînée de frottement et à la traînée induite par la portance. Afin de réduire ces pertes, il faut soigner l’aérodynamique des pales pour réduire les frottements, et surtout augmenter le nombre de pales, car cela répartit la portance entre les pales et donc réduit la traînée induite.



eprops multipale




Le rendement propulsif


Le rendement propulsif quant à lui est lié au principe de propulsion par réaction qu’utilise l’hélice. En effet, nos avions se propulsent par réaction, en appliquant un principe observé par Newton : Action = Réaction. Dans notre cas, l’hélice applique une action vers l’arrière sur l’air, et, par réaction, l’air pousse l’hélice vers l’avant. Oui, sauf que comme l’air n’a pas d’appui, l’action de l’hélice sur l’air induit une accélération du flux d’air vers l’arrière. L’effet de l’hélice sur l’air cause donc un souffle induit. Et la mécanique des fluides impose que cette accélération induite de l’air ait lieu pour moitié en amont de l’hélice et pour moitié en aval de l’hélice. Ce qui fait que la vitesse de l’air au moment où elle passe dans le disque d’hélice est égale à la vitesse de vol plus la moitié de la vitesse induite.



eprops diamètre




La différence entre la vitesse de vol et celle du flux d’air traversant l’hélice est la cause des pertes représentées par le rendement propulsif.

En effet, rappelons-nous que la puissance utile était : Puissance utile = Force x Vitesse de vol

Et la puissance fournie au flux d’air lors de son passage dans le disque sera :

Puissance fournie au flux d’air = Force x (Vitesse de vol + Vitesse induite / 2)



eprop diametre



formule hélice



Le rendement propulsif s’exprimera donc par : Rendement propulsif = Puissance utile / Puissance fournie au flux d’air

Soit : Rendement propulsif = Vitesse de vol / (Vitesse de vol + Vitesse induite / 2)

Cela implique que le rendement propulsif est bon quand la vitesse de vol est beaucoup plus grande que la vitesse du souffle induit par l’hélice. Et de quoi dépend cette vitesse induite ?

Newton a dit : Vitesse induite = Traction / Débit massique

Sachant que : Débit massique = Masse volumique x Surface disque x Vitesse flux au passage du disque

Avec : Vitesse flux au passage du disque = Vitesse de vol + Vitesse induite / 2

Cela donne : Vitesse induite = Traction / (Masse volumique * Surface disque x Vitesse de vol + Vitesse induite / 2)

Donc pour avoir une petite vitesse induite, afin que le rendement propulsif soit bon, il faut du diamètre afin que la surface du disque d’hélice soit grande, ou alors il faut que l'aéronef vole vite.





2 - Exemples pratiques


Maintenant que nous avons vu les causes de perte de rendement, comparons quelques hélices.

Nous prendrons comme référence une hélice bipale de 1,7 m, absorbant 60 kW à 2500 tr/min en configuration montée à 30 m/s (108 km/h). Le rendement de cette hélice est de 64,9%.



diamètre hélices



Ce tableau montre que l’augmentation du diamètre est favorable au rendement, par l’amélioration du rendement propulsif.

Il fait aussi apparaître qu’ajouter des pales permet d’augmenter le rendement, via le gain de rendement de forme.


helice eprops propeller