Сентябрь оказался напряженным. Сначала совершили переход в Ревель, оттуда к Дагеротскому маяку, затем к островам Ондерсхольм и Паккерорт. 22 сентября "Петр Великий" вернулся в Кронштадт. Уже через день, 24 сентября, состоялось повторное испытание машин. При водоизмещении 9158 т, давлении пара в котлах до 2,5 атм. машины развили 7236 л. с. и 60 об. винта. Средняя скорость на четырех пробегах составила 12,35 уз.
На следующий день, считая бесперспективными дальнейшие испытания машин с наличием огромного числа неисправностей, "Петр Великий" вывели из кампании.
Кампания 1877 года, во время которой корабль прошел 3200 миль, показала, кроме всего прочего, и несовершенство самих горизонтальных машин, бывших на "Петре Великом". После испытания А. А. Попов предложил в связи с предстоящим зимним ремонтом переделать машины согласно "известному патенту Пэн- на", дающему возможность работать как по "обыкновенной" системе, так и по системе "компаунд". Система "компаунд" позволяла после модернизации при экономии до 30 % угля развивать мощность на 30 % менее проектной, то есть 6000 л. с. При необходимости достижения полной мощности механизмы переключались на "обыкновенное" действие. С заменой же всех котлов на котлы с давлением в 4 атм., работая по способу "компаунд", машины развили бы полную мощность.
Образованная по этому поводу комиссия из восьми корабельных механиков под председательством капитана Н. Г. Нозикова на заседании 3 октября пришла к выводу о нерентабельности подобных переделок. Основным доводом явилась невозможность при этих условиях сэкономить 30 % угля и развить 6000 л. с. Для достижения полной мощности машиной, переделанной по системе "компаунд", необходимо было увеличить не только давление в котлах, но и площадь колосниковых решеток, а это повлекло бы за собой увеличение их размеров. Более того новые котлы имели цилиндрическую форму вместо прямоугольной, бывшей у котлов на корабле, что вызывало ряд трудностей при их установке в корпус. К тому же опыт работы механизмов системы Пэнна на кораблях английского флота показал весьма высокий расход угля.
Плавания в кампании 1877 года выявили и ряд замечаний конструктивного характера. В рапорте начальника броненосной эскадры контр-адмирала Ф. Я. Брюмера наряду с малой производительностью котлов и трудностью их обслуживания указывалось на малое возвышение палубы за бруствером, постоянно омываемой водой. Отсутствие деревянного покрытия верхней палубы вызывало высокую температуру во внутренних помещениях. Сказывалось несовершенство управления рулем, работавшим отдельно, от штурвала или же от рулевой машины, управление которой осуществлялось только из румпельного отделения по командам, подаваемым с мостика по переговорным трубам.
14 октября состоялось новое заседание комиссии с участием А. А. Попова и генерал-майора А. И. Соколова – главного инженер-механика флота. Комиссия пришла к заключению о необходимости установки еще двух котлов, что, однако, влекло за собой или же увеличение диаметра дымовой трубы, или установку двух меньшего диаметра. Но это не устраняло все недостатки. Вторым являлось решение о полной замене всех котлов, а это могло быть осуществлено только к кампании 1880 года.
Более радикальным управляющий Морским министерством адмирал С. С. Лесовский признал второе решение, отдав приказ изготовить и установить новые котлы к сентябрю 1879 года, чтобы в предстоящую зиму завершить все работы.
В январе 1878 года доверенное лицо Берда – инженер-механик Ф. А. Пелль (сам Д. Ф. Берд находился в Англии) просил управляющего Морским министерством окончательно рассчитаться и выплатить заводу удержанные ранее за просрочки 60 тыс. рублей. В марте, считая, что завод уже не сможет исправить плохо изготовленные машины, Морское министерство выплатило только 20,8 тыс. рублей. Завод Д. Ф. Берда находился в предверии краха.
Для плавания в предстоящие до замены котлов две кампании зимой 1877- 1878 гг. пришлось удлинить на 6 метров дымовую трубу, вынув из нее трубы вытяжной вентиляции. Это несколько повысило тягу в котлах. Расширили и штат кочегарной команды, добавив к ним двух кондукторов и 24 кочегара.
Кампания 1878 года началась 19 мая. На следующий день, определив девиацию у Толбухина маяка, корабль стал на якорь на внешнем рейде. Первые выходы выявили основную тенденцию: механизмы "старели" день ото дня, отчего даже на 12-уз ход уже не рассчитывали. Заказанные Берду в начале мая четыре новых котла и запланированные частные переборки машин положение явно не спасали. В июне дважды провели артиллерийские стрельбы. Июль оказался самым трагичным в истории "Петра Великого". Во время боевой подготовки произошел несчастный случай, который был характерен для эпохи деревянных кораблей. Несмотря на быстрый прогресс в судостроении, техника уборки якорей оставалась прежней. 7 июля, возвращаясь со стрельбы, при подготовке к отдаче дагликсового (второй на правом борту) якоря лопнула крепящая его цепь. Якорь мгновенно ушел в воду, сбросив цепью шестерых матросов, которые, потеряв от удара сознание, утонули. Произведенное затем расследование показало, что причинами трагедии явились сложность работы с якорем, который хранился на носовых наклонных срезах, и лишь в незначительной степени просчеты команды.
Таблица испытаний „Петра Великого"