Еще более обстоятельно разработал Макаров систему водоотливных труб, располагаемых между двумя днищами. Он стремился к тому, чтобы пробоина, полученная в любом месте подводной части корабля, не только не вела бы к его гибели, но даже не выводила бы его из строя. Для этого Макаров считал необходимым соблюдать четыре следующих правила:
1) чтобы каждый междудонный отсек в случае надобности быстро и надежно герметически отделялся от всех остальных частей корабля;
2) чтобы вода через специальную систему труб могла откачиваться из каждого отделения машинными помпами;
3) чтобы на корабле всегда был готовый пластырь для заделки пробоины снаружи;
4) чтобы иметь приспособление, при помощи которого можно было бы немедленно определить, в каком отделении образовалась течь и до какого уровня поднялась вода.
Одно из этих положений легло в основу проекта водоотливной системы, разработанного и предложенного мичманом Макаровым в том же 1869 году. По этому проекту, две мощные магистральные трубы, проложенные по дну корабля во всю его длину, соединились ответвлениями со всеми отделениями двойного дна. «Таким образом, — писал Макаров, — при присоединении этих труб к мощным водоотливным паровым помпам машинного отделения можно будет при любой пробоине немедленно откачать этими помпами воду».
Кроме того, Макаров подготовил проект устройства водомерных трубок, соединяющих трюмные отделения с верхней палубой. С помощью плавающих в этих трубках поплавков и прикрепленных к ним передаточных лент можно было наблюдать за уровнем воды в трюме. Позже Макаров усовершенствовал эту систему, установив в верхнем конце водомерной трубки свисток. Если в каком-нибудь герметически закрытом отсеке трюма вода начнет подыматься, то воздух в отсеке будет сжиматься и, вырываясь через водомерную трубку наружу, ударит в свисток и подаст тревожный сигнал. Этим сигналом автоматически действующий сторож возвещает об опасности.
Все эти проекты и соображения Макаров подробно изложил в своей первой серьезной научной работе — «Броненосная лодка „Русалка“. Исследование плавучести и средства, предлагаемые для ее усиления».
В этом исследовании Макаров суммировал свои наблюдения, сделал ряд очень важных теоретических выводов и ценных практических предложений. Работа мичмана Макарова решала ряд сложных вопросов проблемы непотопляемости корабля.
Закончив работу, Макаров с волнением отнес ее на просмотр своему бывшему начальнику и наставнику адмиралу А. А. Попову. Попов встретил Макарова холодно и к труду его отнесся недоверчиво. Поверхностно ознакомившись с ним, Попов признал проект «недозрелым». Трудно сказать, чем руководствовался адмирал. Был ли он слишком занят и не имел времени как следует вникнуть в работу Макарова, или в этой оценке сказалось его предубеждение против молодого мичмана, который представлялся Попову недоучившимся кадетом-изобретателем. Отзыв Попова произвел на самолюбивого Макарова тяжелое впечатление. Вспомнился «Богатырь», трогательное прощание с адмиралом, его обещание помочь, если понадобится.
«Пришел домой совершенно расстроенный, — писал Макаров своей знакомой А. М. Поливановой17 после беседы с Поповым. — Думал, думал и думал, — стал ходить из угла в угол, стал перебирать разные обстоятельства и остался в полном недоумении. Наконец, путем долгих рассуждений, я пришел к тому заключению, что нужно учиться! Учиться и учиться! В этом я видел лучший исход и ответ на все мои вопросы».
Не оказав поддержки начинающему изобретателю, Попов посеял в его душе сомнение и несколько поколебал в нем веру в свои знания и силы. Однако Макаров был твердо убежден, что поднятый им вопрос он разработал добросовестно. В это время он писал Поливановой: «Я твердо убежден, что труд мой принесет несомненную пользу; каждое слово мое подкреплено цифровыми выкладками, но вы сами знаете — нет человека, который бы не ошибался… По моему мнению, суда, снабженные предлагаемыми мною средствами, будут в пять раз меньше тонуть, чем суда с настоящим устройством. Все приспособления состоят в грошовых переделках… Не знаю, насколько принятие моей системы окажется удобоприменимым на деле, и жалко, если мой первый дебют окажется неудачным; я приложил к этой работе все мои способности; неудача докажет, как мало я знаю и как много, много предстоит учиться».
Будь Макаров человеком менее настойчивым в достижении поставленной цели, разработанный им оригинальный проект никогда не был бы опубликован и остался бы не претворенным в жизнь. Такова была судьба многих изобретений. Но у Макарова был твердый характер. Сознание своей правоты побудило его действовать энергично. Он отправился в редакцию журнала «Морской сборник» и с таким увлечением рассказал о своем проекте, обеспечивающем непотопляемость судов, что заинтересовал редактора. В мартовском номере «Морского сборника» за 1870 год появилась, наконец, статья мичмана Макарова «Броненосная лодка „Русалка“, а через некоторое время в „Кронштадтском вестнике“ был помещен одобрительный отзыв одного морского инженера, сразу оценившего проект.