連続回転している魚雷は制御を失う。ジャイロスコープや深度計が正常に動作していても、そのような激しい外乱を受けた状態の魚雷は、比較的緩やかな軌道修正動作を目的として作られた尾部の舵では走行方向を制御することができない。魚雷がいったん長軸周りの速い回転を起こすと、水平舵と垂直舵があるべき位置からずれたり、上下反転したりして、結果的に暴走を引き起こした。
その装置は、単なる小さな機械式の空気バルブ構造物が、魚雷本体後部の左右にある小さな安定舵（ロール・ラダー）を制御しているだけのように見えたが、実は航空魚雷技術界の技術革新だった。九一式航空魚雷ははじめて、荒れた海で使えるようになった。
変位角速度の範囲と角速度変化（加速度）に応じて選択的に当て舵を操舵する部分は、角加速度操舵方式となる。
頭部炸薬の増量.
九一式航空魚雷は実質的に外洋で作戦に使える最初の航空魚雷になった。
頭部.
気室.
前部浮室.
前部浮室（フロート部）には、真水タンク、燃料石油タンク、深度計がある。
深度計は、この区画の内部底面に配置され、水中深度を検出する。水深の変位レベルを検出して尾部の水平舵（昇降舵）を比例動作させ、その結果、魚雷は水中で水平走行を保つ。
エンジン機関室.
この区画には、エンジンを冷却するために水が自由に入ってくるように作られている。
起動スタータ、「調和器」とよばれる圧力レギュレータ、ウェットヒーター式燃焼室、主エンジン、そして水平舵（昇降舵）制御器が内部にある。
尾部水平安定板の水平舵（昇降舵）は、前部浮室（フロート部）にある深度計からの接続ロッド機構によって操舵される。
後部浮室.
機械オイルタンクは、後部浮室の中央に配置されている。
安定器.
「安定器」と呼ばれたロール安定制御システムは、空気バルブによる機械式の制御システムであって、ロールを制御するための設計には数値解析を必要とした。この制御システムのジャイロスコープは、ロール角度を検出し、コントローラは魚雷のロール傾きを正立位置にするように制御する。
実際のテストでは、爆弾倉から落下していくテスト中の魚雷を真上から撮影した高速度撮影ムービーフィルムを解析することによって、この制御システムの動作が観察され、有効性が証明された。この安定器は、水中突入後の走行結果によって、水面下でも有効に機能していることが示された。