В связи с появлением новых средств поражения (мин, торпед, фугасных снарядов) корабли стали защищать тяжелой броней, что приводило к утяжелению корпуса и, как результат, — к увеличению осадки. Высота надводного борта уменьшалась, и это означало ухудшение мореходных качеств.
Поэтому корпуса судов, особенно военных кораблей, стали разделять большим количеством продольных и поперечных переборок, чтобы ограничить распространение воды по корпусу в случае пробоины. По этой же причине стали предусматривать двойное дно. Корабли снабжали мощными водоотливными средствами, так как в этот период в кораблестроении было принято считать, что корабль теряет непотопляемость прежде всего из-за большого количества влившейся через пробоину воды.
В полном соответствии с этими воззрениями была построена Русалка. Ее корпус разделили продольными и поперечными переборками на 25 водонепроницаемых отсеков; корабль снабдили паровыми помпами, способными откачать до 700 ведер воды в минуту.
Корабль вошел в строй в 1868 г., а следующим летом произошло чрезвычайное происшествие.
Практическая эскадра Балтийского флота под командованием адмирала Г. И. Бутакова находилась на учениях. Монитор Русалка в составе эскадры шел финскими шхерами. Выполняя несложный маневр, монитор слегка коснулся подводного камня. Внешне это было почти незаметно: корабль слегка приподнялся правым бортом и тут же опустился. Однако в результате толчка в одном из носовых отсеков появилась трещина, через которую в корпус хлынула вода.
Напрасно матросы Русалки и других кораблей эскадры (которые быстро пришли на помощь) пытались откачать воду ручными помпами. Вода все прибывала, и, видимо, дело кончилось бы катастрофой, но, к счастью, монитор приткнулся носом к мели.
Сто человек всю ночь, непрерывно меняясь, откачивали воду. Почему эту тяжелую работу должны были делать люди, если Русалка была оборудована паровыми помпами сравнительно высокой производительности? Но механические помпы могли откачивать воду только из машинного отделения, а из других отсеков не могли, и поэтому в сложившейся обстановке оказались совершенно бесполезными.
Вся эскадра стояла около раненого корабля, чтобы вовремя снять с него находившихся на борту людей. И только убедившись, что положение стабилизировалось, в 12 ч следующего дня эскадра ушла, оставив при Русалке пароход Владимир. С Владимира передали на терпящий бедствие корабль парус, которым закрыли трещину в корпусе Русалки, после чего воду окончательно откачали и монитор своим ходом добрался до Гельсингфорса.
На Русалке в этом злополучном походе находился молодой мичман С. О. Макаров, будущий известный ученый и прославленный вице-адмирал. С. О. Макарова очень заинтересовал вопрос, как броненосец новейшей конструкции, получивший небольшую пробоину (через которую в корпус вливалось не более 50 ведер воды в минуту), оказался на грани гибели, хотя корпус был разделен на многочисленные водонепроницаемые отсеки, а на борту находились мощные паровые помпы.
С. О. Макаров тщательно изучил конструкцию Русалки, рассмотрел возможные случаи повреждения корабля и пришел к новому для кораблестроителей выводу: при повреждении корабль теряет непотопляемость не столько из-за больших масс влившейся через пробоину воды, сколько из-за несимметричности затопления отсеков, что приводит к появлению опасного крена и дифферента. С. О. Макаров предложил удивительное средство борьбы за спасение судна: не откачивать воду из затопленного отсека, что далеко не всегда возможно (как это, например, было на Русалке), а искусственно затоплять симметрично расположенный отсек с противоположного борта.
Это казалось лишенным логики: корабль в опасности, а предлагается еще вливать в него воду! Но молодой ученый установил, что поврежденный корабль опрокинется из-за несимметричного затопления отсеков гораздо раньше, чем погрузится в воду, исчерпав запас плавучести, т. е. корабль потеряет остойчивость раньше, чем будет исчерпан запас плавучести.
Это открытие привело к следующему выводу: командир корабля должен иметь возможность управлять посадкой корабля, т. е. его углублением, креном и дифферентом. Следовательно, командир корабля должен четко знать, как изменится положение корпуса относительно поверхности воды при затоплении того или иного отсека или при затоплении нескольких отсеков сразу. С. О. Макаров создает знаменитые таблицы непотопляемости, которые можно сравнить с табло диспетчера: видя их перед собой, капитан или командир корабля может регулировать посадку корпуса, поддерживать горизонтальное положение относительно поверхности воды, известное под названием «на ровный киль».