Россия явилась родиной первой в мире подводной лодки большого водоизмещения. В 1862 г. конструктор-самоучка И.Ф. Александровский представил в Морской ученый комитет проект подводной лодки водоизмещением в 360 т. В этом проекте были использованы все достижения науки и техники того времени. В качестве двигателя на лодке Александровского была установлена машина, работавшая сжатым воздухом. Движителем служили два винта, расположенные один над другим. Для погружения балластная цистерна заполнялась водой, для аварийного продувания балласта при всплытии впервые был применен сжатый воздух. В районе расположения компаса железные листы обшивки корпуса, по предложению русского ученого И.П. Белавенца, были заменены медными, чем было положено начало применению немагнитных материалов для обеспечения нормальной работы лодочных магнитных компасов.
Подводная лодка успешно прошла различные испытания, и на нее была назначена военная команда из 23 человек. В 1871 г. лодку Александровского подвергли глубоководным испытаниям. Корпус лодки легко выдержал давление на глубине 25 м, при погружении же на 30 м он лопнул, и лодка затонула. Тщетно пытался Александровский добиться отпуска дополнительных средств для укрепления корпуса подводной лодки. Морское министерство не пожелало помочь талантливому изобретателю довести до конца испытания созданной им подводной лодки и приказало переделать ее в спасательный понтон.
В ряду имен талантливых представителей военно-морского флота, завоевавших первенство отечественной мысли в различных областях науки и техники, стоит имя родоначальника авиации потомственного моряка капитана 1-го ранга А.Ф. Можайского, создавшего в 1882 г. первый в мире самолет и в 1889 г. первый авиационный двигатель.
Русский флот сыграл выдающуюся роль в развитии минного оружия и тактики его применения, заняв в этом отношении первое место среди других флотов мира. В нем систематически проводились опыты с новыми образцами мин, вводились различные усовершенствования, готовились специалисты-минеры. Вслед за развитием мины, являвшейся главным образом оборонительным оружием, возникла идея превращения мин в наступательное оружие. Первоначальным образцом подобной мины была шестовая, а затем буксируемая мина или мина-«крылатка», изобретенная С.О. Макаровым. Однако эти мины исключали возможность успешной атаки противника на ходу. Эту задачу разрешило только появление торпеды.
Первая в России торпеда была создана И.Ф. Александровским, представившим в 1865 г. в морское министерство проект самодвижушейся мины. Но, несмотря на то что тактико-технические данные торпеды Александровского были много лучше, чем у мины англичанина Уайтхеда, созданной годом позже, министерство отклонило проект русского изобретателя как преждевременный. Только в 1869 г. И.Ф. Александровскому разрешили построить торпеду на собственные средства с последующим возмещением расходов. Преодолев все трудности, Александровский построил две торпеды, которые в 1874 г. прошли успешные испытания. На испытании торпеда прошла расстояние в 762 м на заданном углублении 1,83 м, начальная скорость ее была восемь, конечная – пять узлов, двигалась торпеда при помощи сжатого воздуха. Вскоре введенные изобретателем усовершенствования увеличили ее скорость до 18 узлов. Изготовленная кустарным способом торпеда Александровского ничем не уступала торпеде Уайтхеда. Несмотря на это, царское правительство, преклонявшееся перед всем иностранным, отказалось от торпеды Александровского, уплатив огромную сумму за торпеду Уайтхеда.
Выдающийся адмирал русского парового флота Г.И. Бутаков
Появление паровых железных кораблей и новой боевой техники потребовало разработки новой тактики ведения боя и тщательного изучения тактических свойств корабля. Расчеты эволюций и перестроений, определение маневренных элементов корабля, разработка походных и боевых строев были поставлены на научную, математическую основу. Вопросам тактического маневрирования был посвящен ряд работ иностранных военно-морских теоретиков, но все эти работы были несовершенны и поверхностны. Наиболее глубокими и исчерпывающими были труды талантливого русского адмирала Г.И. Бутакова – основоположника тактики парового броненосного флота.
Уже со времени появления первых паровых судов Бутаков внимательно следил за тем, как менялись в связи с этим тактические приемы. Еще в 1854 г. по поручению начальника штаба Черноморского флота вице-адмирала В.А. Корнилова Бутаков составил наставление по производству эволюций для пароходного отряда Черноморского флота, а с 1860 г. в должности командующего практической эскадрой Балтийского флота занялся проверкой разработанных им эволюций на практике.