Force de traction et puissance nécessaire :
Une hélice se comporte plus ou moins de la même manière qu’une aile d’avion. D’un point de vu aérodynamique cela signifie qu’une aile en mouvement dans l’air va générer une force de portance ainsi qu’une force de traînée.
De même, une hélice en rotation va générer une force de traction et une force, un couple pour être plus exact, s’opposant au couple moteur. La vitesse de rotation se stabilise lorsque le couple moteur égale le couple d'hélice. On parlera alors plus volontiers de la puissance nécessaire à la rotation d’une hélice (soit le couple, en N.m, multiplié par la vitesse angulaire, en rad/s).
Ainsi, si une aile (et plus précisément un profil d’aile) est caractérisé selon l’angle d’attaque par les coefficients de portance et de traînée, une hélice sera caractérisée par les coefficients de traction et de puissance.
La formule, toute newtonienne, de la traction ou poussée est :
T = ρ.Ct.n2.D4
Avec :
T : la force de traction en Newton, ρ: la masse volumique de l’air en kg/m3, soit 1,225 kg/m3 à 0 m d’altitude en atmosphère standard (15°C - 1013 hPa), n : la vitesse de rotation de l’hélice en tr/s,
D : le diamètre de l’hélice en m,
Ct : le coefficient de traction.

La formule de la puissance nécessaire est très semblable, on remplacera Ct par Cp et on multipliera encore le tout par n.D (puisqu’il s’agit d’une puissance et non d’une force…), on obtient alors :
P = ρ.Cp.n3.D5
Avec :
P : la puissance à l'axe moteur en W,
Cp : le coefficient de puissance.

Les coefficients de traction et de puissance ne sont pas constants, ils dépendent du rapport d'avancement.

Le rapport d’avancement :
Nous avons vu plus haut que les coefficients de portance et de traînée d’une aile varient selon l’angle d’attaque. Il en va de même pour une hélice.
L’angle d’attaque de l’hélice diminue quand la vitesse de l’avion augmente. Plus précisément, l’angle d’attaque diminue lorsque le rapport entre la vitesse de vol et la vitesse de rotation