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目前的中文史料中，对江南制造局第一艘军舰的建造情况，只有寥寥数笔，很难从中窥见初创时的努力与艰辛过程。根据记载，1868年5、6月间，曾国藩赴上海视察时，第一号轮船就“已有端绪”，至7月27日，新轮船在高昌庙制造局内成功下水，出现在黄浦江畔。曾国藩取“四海波恬，厂务安吉”之意，将其命名为“恬吉”，是为中国自行建造的第一艘蒸汽化军舰，早于福建船政的“万年清”。（9）
船成之后，举国关注，1868年8月8日，《上海新报》专门予以报道，“高昌庙制造总局内，新造轮船一只，于礼拜一日下水。查中国所用轮船，俱系买自西人，此船系中国新造第一只轮船也！”
从船型看，“恬吉”属于蒸汽明轮炮舰，很多见过阿思本舰队军舰的中国官员，对这种船型应当都不会陌生。蒸汽动力船只问世后，最初广泛运用的就是明轮船，依靠船舷两旁的巨大车叶推动船只前进。第一、二次鸦片战争时，列强侵略中国的舰队中都有这种舰只。近代打开日本国门的美国佩里舰队“黑船”，也属于此类。
“恬吉”诞生的时代，正值明轮船即将退出历史舞台时。建造这样的船型，仍然带有一定的保守技术试验性质，除蒸汽机外全部为江南制造局自制，蒸汽机采取的是购买二手货修整翻新。联系到该舰极快的建造速度，极有可能的是，“恬吉”或许是采用美商旗记铁厂曾经修造过的舰船图纸建造，所用材料则是李鸿章收购旗记铁厂时一并购入的厂中造船储材。
“恬吉”舰为全木质结构，总造价81397。3166两银，排水量600吨，长59。2米，宽8。7米，舱深3。87米，吃水2。43米，主机功率392马力。舱面上装有两根桅杆，舷侧有巨大的明轮，推测船型类似飞剪船。（10）
“恬吉”的武备配置情况一直以来迷雾重重。据英国康威舰船年鉴记载，称装备的是一门64磅前膛炮，和四门32磅前膛炮。如果这一记载属实，那么“恬吉”极有可能采取的是64磅主炮用换门架形式布置在军舰前部，即可以转向左右舷使用，32磅炮分布在船舷两侧的形式。但据江南制造局的军械发放记录看，1869年“恬吉”领用了八门12磅小炮，另外还有过领取24磅、20磅炮弹的记载。“恬吉”舰的具体火炮配置情况，还有待进一步研究探讨。
“恬吉”竣工后，首先在吴淞口外海面航试，由近及远又驶至浙江舟山洋面后返回。1868年9月28日从上海驶抵江宁，两江总督曾国藩亲自登舰试航，测得逆水航速约10节，航试成功。经曾国藩安排，“恬吉”留用于两江，主要承担长江内河的巡防以及运输工作，首任管带是尽先选用知府冯瑞光，配备36名水手。该舰事实上的驾驶人员均为洋员，分别是大副三吾生，二副克本，大管轮海也，二管轮沛四，都是美国人，其他还有掌舵等各技术岗位的14名洋员。为沟通中西交流，另配有3名通事。其他操作火炮所需的兵勇不在其内。按照曾国藩的设想，在全无近代军舰驾驶人才的情况下，所有技术操作均使用外国人，中国官兵则在旁跟随揣摩学习，以期日后华人能独当一面。（11）
1875年，同治皇帝驾崩，因为无嗣，选醇亲王之子载湉继位，年号光绪。为了避皇帝“湉”字名讳，“恬吉”更名为“惠吉”。（12）不过多少有些出人意料的是，仅仅服役了10年，“恬吉”就于1878年的4、5月间黯然除役，全舰编制撤除，舰体移交给江南制造局处理。对此，官方的解释是船只老旧朽坏，已经不堪继续使用。有鉴于当时世界上明轮船已经完全落伍，这应当才是“恬吉”退役的根本原因。（13）
导江滥觞
明轮军舰的一大弊端，在于明轮车叶机构遮蔽了船舷外很大面积，舷边无法多安装火炮。另外明轮配套的蒸汽机、传动轴等，都高出水线之上，作战时容易被敌方的炮火击中，最终明轮逐渐被奥地利人勒塞尔始创的暗轮，即螺旋桨推进的轮船样式所取代。
仿佛是为了证明“恬吉”只是初试啼声的试验品，曾国藩在报告“恬吉”问世的奏折中就着重声明，报告同型的蒸汽军舰准备一共建造四艘，除第一艘采用明轮外，其余的三艘都将全部使用暗轮。“原议拟造四号，今第一号系属明轮，此后即续造暗轮。”（14）如同福建船政初创时的情形，江南制造局初开造船时，经费保障也是非常充裕，紧随在“恬吉”之后，江南制造局的第二号轮船很快就登上了船台。
1868年夏，曾国藩被调北上，出任直隶总督。饶有趣味的是，在接受慈禧太后与同治皇帝的御前召对时，慈禧特别问及了江南制造局自制军舰的情况。“皇太后问：‘你造了几个轮船？’（曾国藩）对：‘造了一个，第二个现在方造未毕。’”（15）
接管“方造未毕”的第二号轮船的两江总督，是从闽浙总督任上调来的山东菏泽人马新贻，即清末著名的刺马大案受害人。马新贻此前在闽浙总督任内，通过处理与福建船政相关的事务，对近代化军舰建造已有一定认识，到任伊始，立刻做出一项对江南制造局舰船建造有重大推动作用的决策。
原先曾国藩决定从江海关的四成洋税中每年提取一成，作为江南制造局造船的经费。随着江南局从明轮转进为建造暗轮船，“工费加重”，且造船使用的大量木料、设备，都需要随时从国外进口，经费渐形支绌。根据江南制造局的申请，马新贻大胆决策。即当初曾国藩申请将江海关四成洋税提留一成给江南制造局的同时，还申请另提留一成作为淮军军饷。鉴于当时捻军已经基本平定，淮军正在裁撤，马新贻于是奏请将这一成经费也全数拨给江南制造局。
1869年5、6月间，采用螺旋桨推进设计的江南制造局第二号轮船成功下水。马新贻十分激动地上奏为江南制造局有功员绅请奖，“……其随局差委各员弁，分任庀材鸠工各事，时时与工匠杂同操作，凡铜铁木三宗，咸有一定课程，逐日按其时刻分数，持簿而记之，无跬步之或敢离也，无晷刻之敢懈也。兼之汽炉水火蕴毒之熏蒸，终年逼近则疾病易生，机器轮齿转动之猛迅，偶涉大意则性命可虞。凡此艰苦倍尝，皆文员而非工匠也。臣每检阅卷档，深为嘉叹。盖合局中大小诸委员之心力粗细交致者几及两年，核其艰苦之情形，实与军营中犯霜冒锋镝者事异而劳同。”“山起于一篑，导江始于滥觞，外国之挟其所有以逞骄于我者，其气必骤然为之一阻！中国之歉于所无以见绌于彼者，其汽已隐然为之一伸！嗣后闽省等处轮船次第造齐，荟成巨观，益加扩充，终必有折冲于无形，御侮于不言之功效。”（16）
异常罕见的中国时代“操江”舰照片，可以看到“操江”这时的外观涂色也是维多利亚式。
江南制造局建成的这第二号轮船，仍然是全木质结构，炮舰舰型，造价83305。9675两银。排水量比第一号轮船“恬吉”略大，达到640吨（满载950吨），整体规模与福建船政的“湄云”级炮舰相似。舰长54。86米，宽7。92米，舰首吃水3米，舰尾吃水3。65米，装备一台蒸汽机，一座圆形燃煤锅炉，单轴推进，功率80虚马力，425实马力，航速约9节。（17）显得与军舰身份略有不符的是，蒸汽机、锅炉的安装高度，都高出了水线。第二号军舰外观是双桅杆单烟囱的形式，安装八门火炮，从后来的弹药领取记录看，可能的型号是24磅炮、12磅炮各四门。值得注意的是，军舰选配的蒸汽机、锅炉均为江南制造局自制的产品，“船壳、汽炉及暗轮机器全副，均系厂内自造”。
第二号轮船经过舾装，沿袭“恬吉”的航试路线，在吴淞口至浙江舟山间航行了一个往返，“沿途查看尚觉稳利”。而后直驶江宁下关，两江总督马新贻亲自上舰监督开往采石矶航试，测得实际航速10节左右。“在长江行驶尤为便利”，遂定名为“操江”，全舰编制95人。（18）
江南制造局由于中经几次战火，早期工厂档案大都散轶。创办之初所造的军舰设计图纸来源，以及蒸汽机、锅炉的设计薮渊，大都无从查考。只是通过购买旗记铁厂，以及容闳外购机器等事，留给人们了与美国关联密切这一大概的印象。近年来，美国的中国近代海军史研究者在此课题上有所突破，发现有一级美国内战时的军舰可能与江南制造局的“操江”