Такое решение было принято после оценки результатов эксплуатации наиболее мощных балтийских ледоколов – «Ермака», «Петра Великого» и «Тармо» «с целью выявления влияния на ледовые качества носового винта, мощности машин, балластировки ледокола, наличия и размещения балластных цистерн, а также влияние ширины ледокола и числа винтов на ширину канала за ледоколом и заполнения его разбитым льдом».
Собранные материалы показывали, что «носовой винт является весьма ценным и незаменимым органом ледокола при работе в торосах или нагромождениях, образуемых из отдельных надвигающихся друг на друга льдин, причем толщина этих нагромождений достигает нескольких десятков футов. Действием носового винта при переднем ходе ледокола увлекается под его корпус сильная струя воды вместе с отдельными льдинами тороса. При более устойчивом торосе приходится давать носовому винту задний ход при переднем ходе кормовых винтов. При этом на торосе пускается носовым винтом сильная струя, разбивающая торос на части, которые затем при переднем ходе носового винта втягиваются под корпус судна. По собранным данным выяснилось, что были случаи, когда ледокол «Тармо» при мощности своих машин лишь в 4000 HP, благодаря носовому винту, проходил через торосы, которые не мог пройти ледокол «Ермак», несмотря на его большую мощность в 7500 HP, по причине отсутствия в нем винта носового…».
По результатам проведенного конкурса наиболее приемлемые условия предложил «Вулкан», и в результате решено было строить ледокол в Штеттине. Совет министров одобрил этот выбор и разрешил передать заказ немецкой фирме. В соответствии с заключенным в марте 1913 года «Договором на поставку ледокола для Балтийского моря» общая стоимость готового судна с учетом запасных частей и доставки судна в Петербург составила более 970 тыс. руб. Судно строилось под наблюдением французского классификационного общества «Бюро Веритас».
В середине декабря 1913 года новый ледокол уже вышел в Балтийское море на испытания, а в мае пришел в Петербург. Здесь на Неве на судне подняли флаг МтиП (Министерства торговли и промышленности).
Основные технические характеристики ледокола «Царь Михаил Федорович»
Длина наибольшая, м – 74,98
Ширина наибольшая, м – 17,37
Осадка, м – 5,71
Валовая вместимость, БРТ – 2417
Водоизмещение, т – 4579
Запас угля, т – 800
Часовой расход угля на полном ходу, т/ч – около 3,3
Суммарная мощность главных двигателей, л.с. – 5200 – 6000
Скорость, узл. – 14
По архитектуре ледокол «Царь Михаил Федорович» представлял собой гладкопалубное судно с двумя палубами и платформами в оконечностях корпуса. Угол наклона форштевня – 24°, наклон бортов в районе соприкосновения корпуса со льдом 17–19°.
Продольные переборки и 8 поперечных переборок простирались от второго дна до главной палубы. Двойное дно проходило по всей длине судна и разделялось на 4 отдельные цистерны, из которых две средние делились вертикальным водонепроницаемым кильсоном. Гребные винты были четырехлопастными со съемными лопастями из никелевой стали.
Балластные цистерны в оконечностях и по бортам судна служили в качестве дифферентных и креновых, причем в течение 10 минут вся вода из цистерн одного борта могла быть перекачана в цистерны другого борта.
Форштевень и ахтерштевень выполнены из литой стали V-образного сечения,
шпангоуты в средней части судна поставлены на расстоянии 450–500, а в носу и корме – 400 мм; бимсы установлены через шпангоут. По ватерлинии судна идет ледяной пояс шириной 2,06 м, толщиной 24 в середине и 24,5–25 мм в кормовой и носовой частях. Толщина остальных листов обшивки 11,0–21,0 мм.
Мощность трех паровых машин тройного расширения типа Стефенсона (двух кормовых и одной носовой)на приемных испытаниях составила 5200 л.с., а наибольшая с применением искусственного дутья – 6000 л.с. Машины снабжались паром от 6 цилиндрических огнетрубных трехтопочных котлов с поверхностью нагрева 1280 м² и рабочим давлением пара 12,7 атмосфер. Для исскуственного дутья служили две воздуходувки с приводом от быстроходных паровых машин, расположенные в носовом и кормовом котельных отделениях. При этом воздух подавался непосредственно в топки котлов. Имелся также небольшой вспомогательный котел, расположенный носовом котельном отделении. Уголь хранился в четырех бортовых угольных бункерах, прилегавших к котельным отделениям, и четырех небольших бункерах, расположенных в котельных отделениях.
Ледокол оборудовали автоматической паровой буксирной лебедкой, поддерживающей постоянное заданное натяжение буксирного троса и электрическим брашпилем. Судно было оснащено двумя якорями Холла и двумя ледовыми якорями.
Спасательная помпа производительностью 700 т/ч могла откачивать воду как из всех отсеков ледокола, так из других судов. Для этого к помпе прилагались 20 шлангов длиной по 4,1 м и диаметром 125 мм. Пожарная помпа приводилась электродвигателем мощностью 60 сил. Для погрузки угля служили два электрических крана, установленных побортно (демонтированы в 1954-1955 годах).