I giroscopi stabilizzatori delle navi sono una tecnologia sviluppata nel XIX secolo e all’inizio del XX secolo e utilizzata per stabilizzare i movimenti di rollio nelle navi oceaniche. La loro funzione è simile ai giroscopi del momento di controllo o alle ruote di reazione nei veicoli spaziali – forniscono stabilità rotazionale attraverso la produzione di coppia. Ha perso il favore in questa applicazione per le alette stabilizzatrici di rollio idrodinamiche a causa del costo e del peso ridotti. Tuttavia, dagli anni 1990, c’è un rinnovato interesse nel dispositivo per la stabilizzazione del rollio a bassa velocità delle navi (Seakeeper, Quick MC2, ecc.). A differenza delle pinne tradizionali, il giroscopio non si basa sulla velocità di avanzamento della nave per generare un momento di stabilizzazione del rollio e quindi può stabilizzare gli yacht a motore mentre sono all’ancora. Tuttavia, l’ultima generazione di pinne stabilizzatrici a “velocità zero” (CMC, Humphree, ecc.) può stabilizzare gli yacht all’ancora grazie alla loro eccentricità rispetto all’albero.
Il trasporto USS Henderson, completato nel 1917, fu la prima grande nave con stabilizzatori giroscopici. Aveva due volani da 25 tonnellate e 9 piedi (2,7 m) di diametro montati vicino al centro della nave, fatti girare a 1100 giri al minuto da motori AC da 75 hp (56 kW). Le casse dei giroscopi erano montate su cuscinetti verticali. Quando un piccolo sensore giroscopico sul ponte rilevava un rollio, un servomotore ruotava i giroscopi intorno a un asse verticale in una direzione tale che la loro precessione avrebbe contrastato il rollio. Nei test questo sistema era in grado di ridurre il rollio a 3 gradi nei mari più agitati.
Una delle navi più famose ad usare per la prima volta un giroscopio antirollio fu la nave passeggeri italiana SS Conte di Savoia, che navigò per la prima volta nel novembre 1932. Aveva tre volani che avevano un diametro di 13 piedi e pesavano 108 tonnellate.
Lo stabilizzatore giroscopico della nave funziona tipicamente vincolando l’asse di rollio del giroscopio e permettendogli di “precessare” sia nell’asse del passo che in quello dell’imbardata. Permettendogli di precessare mentre la nave rotola, fa sì che il suo rotore rotante generi un momento stabilizzante di rollio in contrasto con quello generato dalle onde sullo scafo della nave. La sua capacità di fare efficacemente questo dipende da una serie di fattori che includono le dimensioni, il peso e il momento angolare. È anche influenzata dal periodo di rollio della nave. Installazioni navali efficaci richiedono rotori che abbiano un peso dal 3% al 5% circa del dislocamento della nave.
A differenza delle pinne idrodinamiche di stabilizzazione del rollio, lo stabilizzatore giroscopico navale può produrre solo un momento di stabilizzazione del rollio limitato che può essere superato con l’aumento dell’altezza dell’onda. In caso contrario, non è raro che il fabbricante raccomandi di non usare l’unità in mare con grandi onde.
Si tratta di un’unità che non può essere utilizzata in caso di onde di grandi dimensioni.