Как только гребное колесо прочно заняло место на судне, тут же начался естественный процесс его совершенствования. Корабелов беспокоило прежде всего то, что неподвижно закрепленные на спицах лопасти входили в воду с ударом, а выходили из нее, "выгребая" воду. Это значительно снижало их эффективность, влекло за собой вибрацию и повышенный шум. Вначале с этим недостатком боролись, увеличивая диаметр колес, что смягчало удары лопастей о воду. Увеличение диаметра колес протекало достаточно интенсивно, особенно на морских пароходах: диаметр их довольно быстро достиг 10 м. На знаменитом творении И. К. Брунеля "Грейт Истерн" два гребных колеса имели просто невероятные размеры: их диаметр составлял 17,7 м, а каждая из 30 лопастей имела 3,9 м в ширину.

Но увеличивать диаметр колес до бесконечности было нельзя. Требовалась принципиально новая идея, и она была найдена. Английскому инженеру Роберту Бьюкенену пришла в голову мысль сделать плицы поворотными, чтобы они входили в воду и выходили из нее перпендикулярно. В 1811 г. он запатентовал такое колесо. Идея была верна, но конструкция оказалась неудачной. После этого появилось большое количество подобных изобретений, однако все они обладали теми или иными недостатками, главным из которых была большая сложность конструкций.

Только в 1829 г. Элайе Гэллоуэю удалось запатентовать гребное колесо, которое было лишено основных недостатков предшественников. Поворот лопастей в этом колесе обеспечивался с помощью шарнирного эксцентрикового механизма, приводимого в действие от самого колеса. Конструкция эта оказалась настолько удачной, что просуществовала с небольшими изменениями до наших дней.

Сказанное отнюдь не означает, что с изобретением поворотных лопастей работы над совершенствованием гребного колеса прекратились. Они продолжались, причем, в самых различных направлениях. Некоторые исследователи, например, большое внимание уделяли выбору оптимальной формы плиц. Проводились многочисленные эксперименты как на моделях, так и на натурных судах. В результате выяснилось, что наилучшими являются прямоугольные плоские или слегка изогнутые плицы. О результатах этих работ красноречиво свидетельствует тот факт, что с середины XIX по начало XX века КПД гребных колес повысился с 0,30-0,35 до 0,7-0,75, то есть в два раза. Казалось, этот тип судового движителя пришел надолго.