В России внимательно следили за иностранными опытами броненосного судостроения, и, после получения известий о первом бое "Monitor", Морское министерство приостановило строительство деревянных кораблей: фрегатов "Севастополь", "Петропавловск" и корвета "Аскольд". Для обсуждения предложений по обшивке броней этих, а также уже находившихся в строю деревянных кораблей учредили особый комитет под председательством вице-адмирала Румянцева. Но главное, Морское министерство решило начать возведение на верфи "Галерный островок" сооружений для строительства железных кораблей, а на Адмиралтейских Ижорских заводах устроить особый железоделательный и железопрокатный заводы в необходимом объеме.
В конце 1862 года в Америку прибыла русская эскадра под командованием капитана 1 ранга С.С. Лесовского. Среди личного состава эскадры находился корабельный инженер подполковник Н. А. Арцеулов, в задачу которого входило ознакомление с новыми американскими кораблями. Осмотрев их, Лесовский и Арцеулов решили, что кораблем, в наибольшей степени подходящим для защиты Финского залива и Кронштадта, является монитор "Passaic". На основании их доклада последовало решение российского правительства о строительстве десяти мониторов типа "Passaic" с башенными установками Эриксона. Одним из факторов, определивших выбор именно этого типа башни, явилось то обстоятельство, что вертикальная стенка башни Эриксона набиралась из 15 слоев 25.4 мм железа, а башни Кольза - из плит толщиной 114,3 мм. Такую броню, в отличие от однодюймовой, не мог изготовить ни один русский завод, да и в Европе лишь английский завод "Джон Браун и К"" в Шеффилде выпускал плиты такой толщины и необходимого качества. Кроме того, политическая обстановка в Европе, осложнившаяся из-за начавшегося восстания в Польше, грозила России войной с Англией и требовала от российского правительства быстрого принятия решения и быстрого его воплощения.
На основании привезенных из Америки чертежей монитора "Passaic" H.А.Арцеулов разработал новый проект корабля и башенной установки применительно к возможностям русских заводов. Основное изменение проекта заключалось в том. что количество слоев брони в стенке башни уменьшилось до одиннадцати. Уже в апреле 1863 года чертежи поступили на утверждение Кораблестроительного комитета. В ноябре-декабре 1863 года состоялась закладка первых десяти российских мониторов (по официальной классификации до 10 мая 1869 года - броненосных башенных лодок). Два из них, "Ураган" и "Тифон", строились на казенной верфи Новое Адмиралтейство. Башенные установки для них поставляли Ижорские заводы. Здесь же изготавливались броневые кожухи для дымовых труб, орудийные станки и ряд других узлов. Наиболее сложную гибку железных листов выполнял частный завод "Дей и К"". На частном заводе Ала изготовили рулевые рубки. Наблюдал за строительством "Урагана" и "Тифона" сам Н.А.Арцеулов, но вскоре он умер и его место занял полковник А.Я.Гезехус. После спуска на воду мониторы отводились к заводу Берда, где изготавливались и устанавливались котлы и главные механизмы, а затем корабли возвращались к Новому Адмиралтейству, куда по частям стали прибывать с Ижорских заводов башенные установки. Сжатые сроки потребовали привлечения дополнительных рабочих, поэтому пришлось командировать кузнечного мастера Санкт-Петербургского порта инженер-механика Юрьева в приволжские деревни для найма мастеровых.
С самого начала руководство флота сознавало, что одновременное быстрое строительство такого количества кораблей казенными средствами - задача неосуществимая. Поэтому остальные мониторы строились "с подряда" частными заводами. "Стрелец" и "Единорог" взялся построить коммерции советник С.К. Кудрявцев. Морское ведомство разрешило ему использовать для этого казенные эллинги и мастерские "Галерного островка". Но, так как они еще не успели подготовиться к такой работе. Кудрявцев выписал из Англии недостающие станки и оборудование. На "Галерном островке" строились лишь корпуса, изготовление всего остального оборудования поручили заводу Берда.
Башни для остальных шести мониторов изготавливали те же заводы, что строили и сами корабли. Отдельные узлы изготавливал завод Берда.
"Броненосец" и "Латник" строились на Балтийском литейном, механическом и судостроительном заводе, владельцами которого были петербургский купец 1 гильдии Матвей Карр и английский подданный Марк Макферсон, "Лава" и "Перун" - на Невском заводе полковника П.Ф.Семянникова и отставного подполковника В.А.Полетики.
Агент бельгийского общества "Коккериль" в Санкт-Петербурге Садоан вызвался построить два монитора к 1 июня 1864 года. При этом он соглашался не требовать денег раньше 1 января 1864 года. Это предложение оказалось неожиданным для Морского министерства, так как предполагалась доставка мониторов по частям из Бельгии. Однако цена, которую запросил Садоан не превышала цену, назначенную русскими частными заводами. Общество "Коккериль" получило подряд и, с началом навигации 1864 года, на Гутуевский остров, где все уже было готово к сборке мониторов, стали поступать их части из Бельгии. Когда корабли, получившие название "Колдун" и "Вещун", спускали на воду, на них успели установить большую часть механизмов. В результате эти мониторы первыми прошли испытания. Правда, непосредственно перед спуском возникли непредвиденные осложнения. Часть мастеровых, работавших на Гутуевском острове, подали управляющему Морским министерством, а потом и самому императору "доносы", в которых указывали на серьезные, по мнению мастеровых, недостатки, допущенных при строительстве мониторов. Речь, в частности, шла о том, что не все заклепки устанавливались на место, а некоторые из них заменялись винтами. Управляющий Морским министерством адмирал Н.К.Краббе назначил комиссию, которая в присутствии мастеровых внимательно осмотрела корпуса мониторов и пришла к выводу, что все работы выполнены правильно, а "доносы произошли от недостаточного знакомства с делом железного судостроения".
После спуска на обоих мониторах обнаружилась течь, особенно сильная на "Колдуне", на котором оказался неплотно закрытым клапан одного из кингстонов. В таком виде мониторы перевели в Кронштадт. После установки рулевых рубок течь усилилась, причем на "Вещуне" уровень воды повышался со скоростью 1 дюйм (25,4 мм) в час. Вода просачивалась по заклепкам и стыкам. Работы по устранению течи возглавил Садоан. и вскоре удалось уменьшить ее скорость до 10 мм в час. В таком состоянии мониторы прошли ходовые испытания 20 июня 1864 года. "Колдун" при этом развил скорость 6, а "Вещун" - 6.75 уз. По мнению Морского технического комитета (МТК), течь на кораблях произошла отчасти из-за неопытности рабочих, так как многие впервые участвовали в такой работе, главная же причина заключалась в "некотором расслаблении в связях, из-за спуска судов со всеми их главнейшими механизмами".
Первые русские башенные установки имели следующую конструкцию. Башня своей массой лежала на опорном палубном кольце, установленном несколько ниже палубы. Углубление вокруг башни закрывалось железным кольцом, которое предохраняло подбашенное отделение от мелкого мусора, но пропускало воду. В навигацию 1870 года командир монитора "Перун" капитан 1 ранга фон Гольдбах отмечал, что при боковой качке 7"-8" много воды попадало под основание башни на "горячие части" подбашенных механизмов. При этом в самой башне "возникало много пара". Стенка башни состояла из 11 слоев однодюймового железа, установленных со смещением, что давало дополнительную продольную связь. Сверху на башню для усиления конструкции положили, с промежутками в 75 мм, рельсовое железо, которое закрыли железными листами толщиной 12,7 мм. В крыше имелось два больших отверстия для лучшего обзора при наведении орудий и несколько рядов отверстий диаметром 25,4 мм для вентиляции.
На крыше установили рулевую рубку (или как еще ее называли - малая башня), которую в дальнейшем, в целях дополнительной защиты, закрывали коечными сетками; поверх рубки предусматривался брезентовый тент, для крепления которого устанавливался специальный раструб.
Для поворота башни ее приходилось сначала приподнимать с помощью гидропресса, при этом вся тяжесть переносилась на центральный штырь. Поворот осуществлялся с помощью паровой машины мощностью 15 л.с, после чего башня опускалась на опорное кольцо.
Первоначально американцы на своих кораблях устанавливали башню точно на миделе, что приводило к небольшому, но нежелательному дифференту на корму. Чтобы исправить положение, на новых мониторах стали сдвигать башню несколько вперед. Русские морские офицеры, изучавшие в США броненосное судостроение, сообщили об этом Морскому министерству, но строительство русских мониторов продвинулось уже настолько, что подобное серьезное изменение конструкции уже не представлялось возможным. Тогда для уменьшения дифферента на рулевую рубку вместо одиннадцати слоев брони установили восемь, то есть толщина стенки уменьшилась с 279,4 мм до 203,2 мм. Лишь на мониторах "Колдун" и "Вещун" удалось передвинуть башню вперед на 0,9 м. Этим, кроме ликвидации дифферента, удалось получить дополнительное пространство для подачи боеприпасов. Внутренний диаметр рулевой рубки на всех мониторах оказался равен 1,83 м, а башни - 6,4 м. Высота башни составила 2,7 м.
Как уже упоминалось, первыми из мониторов прошли испытания "Колдун" и "Вещун". При первых пробах машин башня совершала полный поворот за 1 мин 25 с. Движение было плавным, но реверс происходил с ощутимым сотрясением как самой башни, так и рулевой рубки, которая при вращении башни оставалась неподвижной. 3 и 4 сентября 1864 года башенные установки мониторов "Колдун" и "Вещун" испытали стрельбой. Всего 229-мм гладкоствольные орудия мониторов сделали 35 выстрелов на дистанции 3-6 кб при скорости 2-4 уз ("Вещун" -.22, "Колдун" - 13), при этом зафиксировано 16 попаданий в щит. Механизмы действовали без замечаний. Сотрясения в башне от выстрелов, по словам одного из участников испытаний, были "как в обычной батарее, и дым проносился довольно скоро".
В следующем 1865 году удалось закончить постройкой все остальные мониторы и провести их испытания.
С началом броненосного судостроения стало очевидным, что гладкоствольная артиллерия уходит в прошлое. Поэтому еще в 1861 году в России создается "Комитет для скорейшего введения нарезной артиллерии и строения броненосных судов" под председательством генерал-адъютанта Е.В.Путятина. Вскоре на Морском артиллерийском полигоне Волкова поля начались испытания первых русских нарезных орудий. Дело продвигалось медленно, что отчасти объяснялось отсутствием надежных затворов - ни одна из имевшихся конструкций не обеспечивала надежной обтюрации, поэтому первые на резные орудия заряжались с дула. Это ограничивало длину ствола и, кроме того, при первом проходе снаряда по каналу ствола при заряжении между выступами на снаряде и нарезами появлялся небольшой зазор. В результате при выстреле снаряд получал колебательное движение в канале в пределах зазора, достаточное, чтобы сделать стрельбу крайне неточной.
В английском и французском флотах пытались устранить этот недостаток введением двойной системы с входными и боевыми нарезами, однако это не принесло ожидаемого успеха. В России же, придя к выводу о бесперспективности нарезных заряжавшихся с дула орудий, сосредоточили усилия на разработке новых систем затворов. Поэтому, пока шли поиски оптимальной конструкции, на мониторы решили установить 381-мм орудия системы генерала Родмана и 229-мм орудия Круппа (обе системы - гладкоствольные). Однако ни тех, ни других в России еще не изготавливали. Обуховский сталелитейный завод открыл производство лишь в 1863 году, поэтому 229-мм орудия для российского флота поставлял германский завод Ф. Круппа.
Производство 381-мм пушек системы Родмана с готовым каналом и водяным охлаждением предполагалось начать на Олонецких заводах. Однако подготовка заняла слишком много времени, и лишь 27 июня 1865 года на берегу Онежского озера начались испытания первого орудия. После каждого 25-го выстрела тщательно осматривали канал ствола и специальной мастикой снимали слепок с запального отверстия. Для этого одному из номеров орудийной прислуги приходилось влезать в ствол, затем его, как снаряд, проталкивали прибойником до дна канала. После того, как он делал слепок, его вытаскивали из пушки веревками, которые заранее привязывали к ногам артиллериста. Только после 500-го выстрела на нижней части запального отверстия появились повреждения. Испытания закончились 7 июля, и в тот же день на заводе начали рассверливать вторую 381 -мм пушку. В связи с такой задержкой на все мониторы установили по две гладкоствольные 229-мм крупповские пушки.
К началу кампании 1868 года 381-мм орудиями вооружили лишь мониторы "Перун", "Латник" и "Стрелец". Монитору "Единорог" достались гладкоствольные орудия калибра 273 мм. Этот необычный для российского флота калибр появился, когда при переделке двух 229-мм стволов из гладкоствольных в нарезные в них возникли, вследствие неточностей в работе, дефекты, сделавшие продолжение переделки невозможным. Чтобы все-таки использовать эти стволы, их рассверлили до калибра, принятого в шведской корабельной артиллерии-273 мм.Нарезная артиллерия постепенно утвердилась на флоте. Фирме Круппа удалось разработать достаточно надежную конструкцию клинового затвора, и к 1876 году 381-мм и 229-мм гладкоствольные орудия мониторов были заменены нарезными 229-мм, часть из которых изготавливалась в Германии, а часть - в России на Обуховском заводе, который постепенно вытеснял Круппа с российского рынка.
