14 ноября 1897 года Витте вручил царю докладную записку, и тот поставил на ней резолюцию: «С — ъ» («Согласен»), а уже через месяц Макаров поехал в Ньюкасл заключать с английской фирмой «Армстронг» контракт на строительство уникального судна.

Во время переговоров Макаров показал себя отличным дипломатом и поразил договаривающуюся сторону непреклонностью своих позиций. Пожалуй, за всю историю своего существования фирма не подписывала контракт на столь жестких условиях.

Непоколебимый адмирал выговорил заказчику право контролировать постройку ледокола на всех этапах, проверять водонепроницаемость отсеков наливом (то есть путем заполнения их водой). Окончательный расчет с фирмой заказчик намеревался произвести только после того, как ледокол пройдет полный цикл испытаний сначала в Финском заливе, а потом в полярных льдах, причем во время испытаний разрешалось с полного хода ударять штевнями в лед любой толщины. Если ледокол получит какие-нибудь повреждения, фирма обязалась устранить их без увеличения контрактной стоимости — полтора миллиона рублей. Более того, если испытания выявят несовершенство каких-то конструкций или определенных технических решений, то и в этом случае фирма брала на себя обязательство осуществить необходимые переделки на тех же условиях.

Заключив контракт, Макаров отправился в Америку, где тщательно изучил работу ледоколов на Великих озерах.

Снова Макаров возвращается в Ньюкасл. Он наблюдает за постройкой судна, демонстрируя колоссальную эрудицию во всех вопросах, так или иначе связанных с кораблестроением. Штурман Николаев, который находился в Ньюкасле во время постройки корабля, вспоминал: «На заводе Армстронга, где строился „Ермак“, все, от инженера до мальчишки, подававшего заклепки, относились к адмиралу с большим уважением, высоко ценили знания адмирала в области судостроения и механики и удивлялись, каким образом адмирал, строевой офицер, мог так прекрасно изучить это дело».

Поскольку все лето 1898 года Макаров был занят делами Балтийской эскадры, он не мог лично наблюдать за постройкой судна и поручил эту работу будущему капитану ледокола М. П. Васильеву. Работы шли быстро, и 17 октября того же года судно было спущено на воду. По повелению царя, ледокол получил имя Ермака — в честь первооткрывателя Сибири[5].

Что представлял собой этот первый в мире полярный ледокол, специально спроектированный и построенный для штурма арктических льдов? Длина «Ермака» в первоначальном варианте составляла 93 метра (впоследствии, когда Макаров после первых испытаний корабля в Арктике решил переделать носовую оконечность, длина корпуса была увеличена до 97,5 метра), ширина 21,8 метра, высота борта около 13 метров, осадка 7,90 метра. Судно могло принять на борт до 3000 тонн угля.

Надводная и подводная части корпуса были наклонены к вертикали: форштевень на 70 градусов, ахтерштевень на 65 градусов, борта на 20 градусов. По образцу старинных кочей и нансеновского «Фрама» корпус имел яйцевидную форму. Надводный борт был завален внутрь.

Для обеспечения непотопляемости корпус был разделен продольными и поперечными переборками на 44 водонепроницаемых отсека. По всей длине судна предусматривалось двойное дно, которое переходило в «двойные» борта аркообразной формы. Конструкция набора должна была обеспечить высокую прочность и жесткость различных элементов корпуса. Бортовая обшивка была образована стальными листами толщиной 18 миллиметров. В районе переменной ватерлинии предусматривался ледовый пояс шириной 6 метров, толщиной 24 миллиметра.

В 9 главных отсеках корпуса располагались носовая дифферентная цистерна, носовая машина, носовое котельное отделение, помповое отделение и вспомогательный котел, кормовое котельное отделение, бортовые машины, кормовая машина, трюм, помещение для команды, кормовая дифферентная цистерна.

Дифферентные и креновые цистерны были техническим новшеством, впервые примененным именно на «Ермаке».

На палубе — ровной и свободной — было расположено шесть люков угольных бункеров и надстройка. Над палубой возвышалась мачта с «вороньим гнездом» и две 16-метровые трубы.

Энергетическая установка состояла из четырех главных паровых машин мощностью по 2500 лошадиных сил каждая, три в корме и одна в носу.

Инженер Афанасьев рассчитал, что мощность проектируемого ледокола должна быть 52 000 лошадиных сил. По тем временам такая мощность была гигантской, и Макаров был вынужден согласиться на 20 000 лошадиных сил, исходя из допущения, что ледокол не всегда будет преодолевать льды напролом. Но поскольку агрегат такой мощности было невозможно разместить в корпусе принятых размеров, адмиралу пришлось пойти на второй компромисс: вместо одного ледокола мощностью 20 000 лошадиных сил создать два судна по 10 000 лошадиных сил. Тогда, работая в тандем, они преодолевали бы примерно такой же ледяной покров, как один «двадцатитысячник». Но правительство с таким трудом согласилось на постройку одного ледокола, что Макарову в конечном итоге пришлось довольствоваться одним-единственным судном мощностью 10 000 лошадиных сил.

Но и эту мощность впоследствии пришлось уменьшить, что было связано с отказом от носового гребного винта.

Идею такого винта Макаров заимствовал, наблюдая работу ледоколов на Великих озерах Северной Америки. При работе в неарктических условиях носовой винт отсасывал из-под льдов воздух и таким образом облегчал разрушение ледяного покрова. Однако в арктических льдах носовой винт оказался совершенно неэффективным, пришлось ликвидировать его вместе с носовой машиной, мощность энергетической установки ледокола уменьшилась до 7500 лошадиных сил.

Наследником носового винта стало пневмоомывающее устройство, которое, как уже говорилось выше, уменьшает трение между обшивкой корпуса и ледяным покровом.

Кроме носовой паровой машины, пришлось отказаться и от двух вспомогательных по 400 лошадиных сил каждая. Их предполагалось использовать для так называемых экономических ходов.

Выработку пара производили 6 двойных котлов.

Проблему живучести ледокола Макаров решил так: по всему судну проходила спасательная магистраль, сообщавшаяся с каждым отсеком самоотпирающимися клапанами. Магистраль обслуживалась очень мощной по тем временам помпой производительностью 600 тонн в час. Таким образом, в случае получения пробоины из любого отсека можно было эффективно откачивать воду.

Для погрузки топлива и других видов снабжения на судне установили четыре паровых крана грузоподъемностью по 2 тонны. Кроме того, поставили два крана грузоподъемностью 4 и 7 тонн для спуска и подъема катера и баркаса.

Все жилые помещения на судне были сухими и теплыми, с зимними тамбурами и двойными иллюминаторами.

Были оборудованы баня, рубка для рулевого, укрытия для штурманов на крыльях мостика.

Пока в Ньюкасле шло строительство, Макаров вел огромную подготовительную работу в России. Совместно с Менделеевым он составляет программу испытаний ледокола, ведет переговоры с капиталистами Волковым и Мордоховичем об организации транспортной линии, на которой пароходы работали бы с ледокольной проводкой, по крохам собирал приборы для оснащения судна. В последнем ему очень помог Менделеев. Занимая высокий пост управляющего Главной палатой мер и весов, он закупил часть приборов, приняв их на баланс своего учреждения, а при покупке заграничного оборудования уплатил немалую пошлину из собственных средств.

В программе первой экспедиции ледокола (этот документ получил название «Об исследовании Северного Ледовитого океана во время пробного плавания ледокола „Ермак“), в частности, было сказано:

„Главнейшая задача, которую предстоит решить, заключается в исследовании самого ледокола применительно к полярным льдам… Есть еще одна важная задача, заключающаяся в изучении и исследовании полярных льдов“.