Наблюдательность и привычка «ко всему относиться критически» были развиты в Макарове очень сильно. Он видел не только бросающиеся в глаза грубые просчеты в конструкциях современных ему кораблей, но от внимательного взгляда молодого моряка не укрывались и «мелочи». Макаров видел, что организация и техника исправления повреждений во флоте далеки от совершенства, а разрешением проблемы непотопляемости[15] корабля практически никто не занимается.

Так, например, на кораблях издавна пользовались для заделки пробоин пластырем. Он состоял из большого куска просмоленной парусины, который подводили под поврежденное место на корабле. Казалось бы, что в этом деле необходимо обеспечить два главных момента: подвести как можно быстрее пластырь и позаботиться об его прочности. Но ни то, ни другое не соблюдалось. Средство для заделки пробоин изготовлялось лишь тогда, когда пробоина была налицо и через нее уже била вода. Воду старались удалять с помощью судовых водоотливных средств, одновременно заготовляли парус, просмаливали его, подводили под пробоину, натягивали, укрепляли и т. д.

Во время заграничного плавания на фрегате «Дмитрий Донской» Макаров убедился, насколько сложна и длительна вся эта процедура. На рейде Порто-Гранде немецкий пароход «Бисмарк» получил от другого парохода, неумело развернувшегося, небольшую пробоину в левый борт. Мичман Макаров поспешил на «Бисмарк», чтобы принять участие в спасательных работах. Ему пришлось быть свидетелем того, как десять человек матросов в течение трех суток изготовляли пластырь. Подобные картины Макаров наблюдал и на других судах, терпевших аварии. Именно такими медлительными и непрактичными способами заделки пробоин пользовались повсюду, как на военных, так и на торговых кораблях. И решительно никому не приходила в голову простая мысль, что пластырь нужно заготовить и просмолить до аварии, заранее, и всегда иметь наготове, под рукою, подобно пожарному насосу или огнетушителю. Макаров первым предложил это делать.

Как изготовить такой пластырь, из какого материала, использовать его одинарным или сложить вдвойне, какую придать форму, как действовать при его наложении на пробоину, — все эти второстепенные, технические вопросы Макаров изложил в специально составленной инструкции, подобной «пожарному расписанию». Первое свое предложение, как и все последующие, Макаров разработал очень основательно. «Находясь в море, — говорил Макаров, — всегда надо быть готовым ко всяким неожиданностям и заранее принять все необходимые меры».

С еще большей обстоятельностью разработал Макаров систему водоотливных труб, расположенных между двумя днищами. Он стремился к тому, чтобы полученная в любом месте подводной части пробоина не только не вела к гибели корабля, но и не выводила бы его из строя. Для этого он считал необходимым соблюдать четыре следующие правила:

1) необходимо, чтобы каждый междудонный отсек в случае надобности быстро и надежно, герметически отделялся от всех остальных частей корабля;

2) нужно ввести такую систему труб, чтобы вода могла выкачиваться из каждого отделения машинными помпами;

3) всегда иметь под рукой совершенно готовый к использованию пластырь для заделки пробоины снаружи;

4) ввести приспособление, с помощью которого можно было бы тотчас узнать, в каком из отделений образовалась течь и до какого уровня поднялась вода.

Эти положения легли в основу проекта водоотливной системы, разработанного и предложенного мичманом Макаровым в том же 1869 году. По этому проекту, две мощные магистральные трубы, укрепленные на дне судна во всю его длину, соединяются 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».

Выполняя свое четвертое правило, 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 наблюдать за уровнем воды в трюме. Спустя некоторое время Макаров усовершенствовал эту систему, установив в верхнем конце водомерной трубки свисток. Если в каком-нибудь герметически закрытом отсеке трюма вода подымается, то воздух в отсеке начнет 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, которая называлась так: «Броненосная лодка «Русалка». Исследование пловучести 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 и тщательно ее отредактировав, Макаров с волнением отнес ее на просмотр своему бывшему начальнику и наставнику адмиралу А. А. Попову. Вопреки надеждам мичмана Попов встретил Макарова холодно, к труду его отнесся недоверчиво, поверхностно ознакомившись с ним, признал проект «недозрелым»! Трудно сказать, чем руководствовался адмирал, отклоняя работу Макарова. Был ли слишком занят и не имел времени как следует вникнуть в работу Макарова, или сказалось его предубеждение к молодому мичману, который представлялся Попову недоучившимся кадетом-изобретателем. Отзыв Попова произвел на самолюбивого Макарова тяжелое впечатление. Вспомнился «Богатырь», трогательное прощание с адмиралом, его отеческое к нему отношение и обещание помочь в нужном случае.

«Пришел домой совершенно расстроенный, — писал Макаров своей знакомой А. М. Поливановой[16] после неудачи с Поповым. — Думал, думал и думал, — стал ходить из угла в угол, стал перебирать равные 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 не терял уверенности в том, что в поднятом им вопросе он прав и разработал этот вопрос 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, участь его проекта была бы решена. Проект нигде не опубликовали бы, и он остался непретворенным в жизнь. Такова была судьба многих изобретателей. Но у Макарова был твердый характер. Сознание своей правоты побудило его действовать энергично. Он отправился в редакцию журнала «Морской Сборник» и с таким вдохновением и силой рассказал о своем проекте, обеспечивающем непотопляемость судов, что заинтересовал редактора, пообещавшего поместить статью на страницах журнала. В мартовском номере «Морского Сборника» за 1870 год появляется, наконец, статья мичмана Макарова «Броненосная лодка «Русалка», а через некоторое время в «Кронштадтском Вестнике» можно было прочесть одобрительный отзыв одного морского инженера, сразу оценившего проект.

Можно себе представить ликование двадцатидвухлетнего изобретателя! «Дела мои идут отлично», — снова пишет он Поливановой и вкладывает в письмо вырезку из газеты. «В вырезке из «Кронштадтского Вестника» вы прочтете единственный печатный отзыв о статье, для меня довольно лестный… Когда я в первый раз прочел эту заметку, я ходил на аршин от земли. Прибавьте к тому же ежеминутные поздравления товарищей, которые чистосердечно за меня радовались, и вы поймете то состояние, в котором я находился и которое так портит людей».