«Нарвал» имел для надводного хода паросиловую установку, а для подводного — электромотор. На малом ходу или на стоянке паросиловая установка использовалась для зарядки аккумуляторов. Вооружение лодки составляли четыре поворотных решетчатых торпедных аппарата системы Джевецкого.
Новаторские идеи Лобефа привели к тому, что дальность плавания «Нарвала» возросла более чем в десять раз по сравнению с предыдущими подводными лодками и достигла 624 миль при скорости надводного хода 8 узлов.
Серьезным недостатком этой подводной лодки и ей подобных являлась длительность подготовки к погружению. Действительно, для того чтобы погрузиться, нужно было сначала остановить машину, разобщить ее с котлом, стравить пар и только после этого производить погружение. На это уходило 12—15 минут, срок очень большой в условиях военной обстановки.
Первым, кто удачно объединил смелые замыслы предшествующих изобретателей и создал подводную лодку, более или менее пригодную для боевых действий, был американский инженер ирландского происхождения Джон Голланд.
Он начал строить подводные лодки еще в середине 70-х годов прошлого столетия и создал восемь моделей, использовав все изобретения в этой области за сто предыдущих лет. Только девятая подводная лодка, построенная в 1899 году, принесла Голланду мировую славу. На ней был установлен газолиновый мотор для надводного хода и электрический — для подводного. Прочный стальной корпус позволял лодке погружаться на глубину до 30 метров. Она хорошо держалась на глубине благодаря удачному расположению вертикальных и горизонтальных рулей в корме. Фирма Голланда стала получать заказы на постройку лодок от других морских держав. Англия первой воспользовалась великолепной возможностью обучиться подводному плаванию и незамедлительно приобрела патент на постройку «голландок».
Голланд и России предлагал строить свои лодки для ее флота, но морское ведомство решило обойтись собственными силами.
«Берутся за это дело, — писал председатель Морского технического комитета управляющему морским министерством, — старший помощник судостроителя Бубнов; по механике — помощник старшего инженера-механика Горюнов; по электротехнике — лейтенант Михаил Беклемишев».
Из этих трех специалистов Морской технический комитет образовал комиссию по проектированию и постройке подобных судов, которой были переданы все материалы по иностранному подводному кораблестроению, предложения фирм и проекты отечественных изобретателей.
Работы Ивана Григорьевича Бубнова легли в основу так называемого русского типа подводных лодок, отличавшегося рядом конструктивных особенностей и необычайно мощным торпедным вооружением.
Комиссия спроектировала свою первую лодку в рекордно короткий срок — 4 месяца, и 3 июля 1901 года было принято решение о постройке «торпедного миноносца № 113», а спустя два года начались испытания этого боевого корабля, который через год вошел в состав русского флота под названием «Дельфин».
При одинаковом с лодками Голланда водоизмещении и размерах «Дельфин» превосходил их по ряду тактико-технических данных. Например, глубина погружения у «Дельфина» была 50 метров, у лодок Голланда — 30 метров, мощность двигателя надводного хода «Дельфина» 300 лошадиных сил, а у Голланда — 160 лошадиных сил. Мощность электродвигателя для подводного хода 120 лошадиных сил при 70 лошадиных силах у Голланда. Надводная скорость у «Дельфина» была 10 узлов, а у Голланда только 8,5 узла. «Дельфин» имел два торпедных аппарата, а лодка Голланда — один.
Успешные испытания «Дельфина» доказали возможность строительства подводных лодок на отечественных заводах. И в 1903 году морское министерство решило начать разработку проекта подводной лодки увеличенного водоизмещения с более высокими, чем у «Дельфина», мореходными качествами и более мощным торпедным вооружением.
«Касатка», первая подводная лодка нового типа, была заказана Балтийскому заводу 15 января 1904 года, а ровно через 24 дня грянула русско-японская война. Морское министерство поспешило дать заказ заводу еще на пять лодок этого типа, а также купить и заказать лодки у иностранных судостроительных фирм Лэка, Голланда и Круппа.
Балтийский завод, форсируя работу по постройке подводных лодок, блестяще справился с заказом. Все шесть лодок в августе 1904 года были спущены на воду, а в канун 1905 года два железнодорожных состава доставили во Владивосток четыре подводные лодки.
К концу лета 1905 года во Владивосток было переброшено по железной дороге 13 подводных лодок.