根據德國伏爾鏗船廠提交的資料來分析，這型軍艦實際是當時德國剛剛開始建造的“愷撒”（Kaiser）級前無畏艦的縮小版。“愷撒”級因該級軍艦的艦名均為德國曆史上的帝王，均含有Kaiser一字而得名，首艦“腓德烈第三”（Kaiser Friedrich III）於1895年開工，是德國第一艘真正的前無畏艦，排水量11599噸，水線長120.9米，寬20.4米，吃水8.25米，主要武器包括240毫米口徑主炮4門，150毫米口徑速射副炮18門，450毫米口徑魚雷發射管6具，軍艦航速17.5節，水線帶裝甲12英寸。
給中國提交的軍艦方案水線長112.7米，寬18.6米，軍艦的吃水經許景澄交涉，德國工程師努力滿足中國的要求，從最初設計的6.7米減少到了6.6米。當時汲取了甲午海戰實戰中積累的經驗教訓，許景澄對新軍艦的火力和防護提出了更高的要求，以至於軍艦的排水量從最初設計的7050噸增長為7600噸，但在增加軍艦排水量的情況下，吃水居然能夠減少，德國工程師的技藝令人稱奇。。
按照伏爾鏗船廠的原始設計，這型軍艦的主炮選用2門240毫米口徑克虜伯炮，分別佈置在軍艦首尾。對比“愷撒”級兩座雙240毫米口徑主炮的佈置，火力弱化了一半，許景澄對此不滿意，經過協商，在不增加主炮數量，以節省噸位的前提下，將火炮的型號調整成當時德國海軍主力艦也極少裝備的280毫米40倍徑克虜伯炮，這種火炮威力驚人，而且火炮下方有先進的彈藥提升機械，能夠實現較高的射速。
中國前無畏艦上的中口徑副炮全部實現速射化，包括10門150毫米口徑克虜伯速射炮、6門105毫米口徑克虜伯炮，長度均為40倍徑。其中150毫米炮佈置在首尾主炮附近的艦體炮房，以及主甲板兩船舷，105毫米炮佈置在甲板室頂部甲板兩側，和主甲板上的150炮炮位交錯，16門中口徑火炮形成了極為密集的舷側火力。
除了主炮、副炮，再次一級的輔助火力包括有10門57毫米口徑格魯森機關炮，分佈在甲板室頂部甲板。4門哈乞開司37毫米口徑5管機關炮，分別安裝在前後的飛橋甲板上。4門馬克沁機槍，分別安裝在前後桅杆的桅盤內。另外，艦上還設計配備1門供海軍陸戰隊使用的60毫米口徑舢板炮。艦上的魚雷兵器包括4具魚雷發射管，其中艦首水線下1具，兩舷各1具，艦尾1具，防護設計方面，這艘艦體全為鋼製的軍艦敷設圍繞全艦一圈的水線帶裝甲，原計劃最厚處（軍艦舷側中部）200毫米，經許景澄要求，加厚至250毫米。為節省重量，水線帶裝甲總體呈現自上至下隨著防護重要性的降低，逐漸減薄的情況，而軍艦首尾和中部的厚度又不一樣。軍艦首尾的厚度上部200毫米至水線下為140毫米，軍艦中部水線處250毫米，水線下減薄至140毫米。許景澄在給總理衙門的報告中，還特別舉出甲午海戰中的例子，說明圍繞全艦的水線帶甲，比以往“定遠”採用的舊式鐵甲堡的先進之處。“查‘定遠’、‘鎮遠’兩艦系用鐵甲堡式，周護船之中腰，而於船前後但以平甲覆護下艙……現考知海戰時敵船必先用五六寸徑快炮叢擊，如船前後水線處一受炸彈，艙內即被裂毀彈孔，並有水灌，雖下艙無恙，船已受損，不便迎敵。不如用甲通護前後水線之完密。”
不僅防護的形式與“定遠”艦的時代已經有了很大的改變，而且防護裝甲的材料本身也完全不同。此前的鐵甲艦裝甲普遍採用鋼鐵複合裝甲，伏爾鏗這次提出的設計方案裡，裝甲材料改成了當時被許景澄稱為尼格耳裝甲的鎳質鋼甲（Nickel－Steel Armor）。所謂的鎳質鋼甲，就是在鋼中加入一定比例的鎳，經過反覆錘鍛，提高裝甲的韌性和硬度，較普通的鋼面鐵甲防護力能得到大幅的提升，而且為達到一定的防護力所需要的厚度比普通裝甲減少，減輕的裝甲重量可以為軍艦增加更多的有效噸載。按照當時的推算，伏爾鏗為中國前無畏艦選配的250毫米厚的鎳鋼裝甲，防護力相當於330毫米的普通鋼面鐵甲。
新軍艦的裝甲防護還包括200毫米厚的主炮塔裝甲，160毫米厚的主炮彈藥提升井圍壁裝甲，65毫米厚的副炮炮盾，150毫米厚的前部司令塔裝甲，120毫米厚的後部司令塔裝甲等。防護能力與“愷撒”相比，並不遜色。
外觀上，中國前無畏艦的特點是雙桅雙煙囪，前後桅杆上各裝備探照燈一具，同時汲取甲午威海之戰中國軍艦遭受魚雷偷襲的教訓，舷側還設計安裝防魚雷網。新軍艦的動力系統設計為2座4缸三脹蒸汽機，配套使用24臺鍋爐，設計航速18.5節，10節航速下的續航力4000海里。
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