В декабре 1867 года Ф. Б. Пестич составил чертеж дульнозарядного гладкоствольного 508-мм орудия, частично использовав опыт Родмана. Через полгода, в июне 1868 года, Морское министерство заказало спроектированное орудие, получившее впоследствии номер 593, с комплектом из 500 снарядов Пермскому "чугуннопушечному" заводу. На создание формы и отливку ствола заводу потребовалось полгода, и в конце января 1869 года орудие благополучно отлили. В марте завод рассверлил канал ствола до 508 мм (при отливке канал имел диаметр 457 мм), и к маю чугунное орудие весом 43,8 т (2676 пудов), длиной 5,5 м (18 футов) было готово к испытаниям. В начале августа под руководством полковника Максимова начали испытания, окончившиеся 12 сентября 1869 года. Во время испытаний сделали 314 выстрелов, причем 251 из них – наибольшим зарядом в 60 кг (130 фунтов) призматического пороха. По окончании испытаний орудие не имело никаких видимых повреждений, за исключением небольшого выгорания в канале ствола у запального отверстия. Опыты показали, что оптимальным является заряд в 60 кг, а вес снаряда – 508 кг. В этом случае давление внутри орудия достигало 1500 атм, а снаряд развивал начальную скорость в 340 м/сек. Проведенные испытания к чести Пермского завода показали отличное качество отливки. Вызвала опасение лишь огромная отдача орудия на станок.
В декабре 1869 года орудие решили принять на вооружение флота для монитора "Крейсер", одновременно начав проектирование под него вращающейся башни системы Кольза. Несмотря на огромную мощь, само орудие оказалось всего на 7-8 т тяжелее изготовлявшихся в то время в Англии самых больших орудий, что являлось немаловажным фактором в кораблестроении. Камский завод начал готовиться к отливке восьми стволов (два комплекта).
Полковник П. М. Обухов
508-мм гладкоствольное орудие образца 1867 г., изготовленное на Пермском заводе
Но все же, как ни добротно было отлито и изготовлено" пробное орудие, эра гладкоствольной артиллерии безвозвратно ушла в прошлое. Появившиеся в 1855 году сначала у английского заводчика Ланкастера, а потом спустя два года у Витворта и Армстронга первые нарезные орудия были еще весьма несовершенными. Лишь спустя десять лет они заявили о себе в полную силу. Германский пушечный магнат Крупп также, почти одновременно с Ланкастером, начал изыскания в технологии изготовления нарезных орудий, а потом приступил к их изготовлению. Крупп достиг больших успехов, которые не остались без внимания у Военного ведомства России.
Одновременно с заказом Пермскому заводу 508-мм орудия в Германии, в г. Эссене, на артиллерийском полигоне завода Круппа произвели испытания 280-мм двадцатишеститонного нарезного орудия. За испытанием наблюдали: от Военного ведомства генерал-майор Н. В. Маиевский, от Морского – полковник Ф. Н. Яновский. Это орудие, изготовлявшееся как дульнозарядное, впоследствии было переделано в заряжающееся с казны. Орудие успешно выдержало 400 выстрелов с зарядом пороха в 41,2 кг и снарядом весом 250 кг. При давлении в канале ствола 3200 атм (на 1700 атм больше, чем у 508-мм орудия) снаряд развивал огромную начальную скорость. Присутствовавшие на испытании русские представители признали вполне пригодным это орудие для принятия его на вооружение как флота, так и армии. Более высокие баллистические показатели нарезного орудия Круппа были очевидны.
Сразу же после испытаний Крупп разработал новое 280-мм орудие улучшенной конструкции с теми же баллистическими данными. В мае 1869 года Россия заказала пять таких орудий. По готовности первого из них в августе того же года на Волковом поле – полигоне Обуховского завода – произвели его всестороннее испытание стрельбой в сруб с 229-мм броней, изготовленный по образцу борта английского броненосца "Геркулес".
Капитан-лейтенант А. А. Колокольцев
В июне 1870 года Крупп приступил к изготовлению опытного 305-мм орудия. Отказавшись от 508-мм чугунных гладкоствольных орудий Пермского завода, МТК вновь стал перед проблемой выбора одного из калибров: 280-мм, освоенного Круппом, или 305-мм, производство которых только планировалось. Предстояло вооружить строившийся монитор "Крейсер" и планировавшиеся к постройке четыре "поповки". Как ни заманчиво было предложение вооружить эти корабли более мощными 305-мм орудиями, все же качественное изготовление их еще являлось делом весьма спорным.