孟鳴根據明朝鄭和下西洋所用的福船圖樣，畫了一個模型圖，是福船的縮小版。張明誠根據模型圖打造出直觀的實物模型，並根據它來建造船隻。
這搜蒸汽船採用了舵、縱帆、龍骨、水密隔艙和水鳥形船體結構。
水密隔艙在北宋初期已經出現了，爲中國獨創，然後此項技術傳向世界各國，但是此時還比較原始，孟鳴將其大大的改進了，將船分成二十二個密封艙。
密封艙的作用有三:首先是由於艙壁跟船殼板緊密連結，起着加固船體的作用，不但增加了船舶整體的橫向強度，而且取代了加設肋骨的工藝，使造船工藝簡化。
其次是水密艙壁將艙與艙之間嚴密分開，在航行中，即使有一兩個艙破損進水，水也不會流到其他艙。從船的整體來看,仍然保持有相當的浮力，不致沉沒。如只要把進水艙區裏的貨物搬走，就可以修復破損的地方，不會影響船舶繼續航行。
最後是採用水密艙壁將船艙劃分成許多艙室，貨物的裝卸和管理比較方便。不同的貨主可以同時在個別的艙區中裝貨和取貨，提高了裝卸的效率，又便於進行管理。便於貨物裝卸、保管，可提高貨物裝卸效率。
再者龍骨在南宋時期才被髮明出來，此時孟鳴引入龍骨技術。
龍骨結構是船底中線處從首至尾貫通底部全長的縱向連續構件。
其主要作用是用一種堅硬的材料貫通整個船體，實現有效支撐船身，這艘船舶形狀爲上寬下窄，底部是尖的，船體上部的甲板較爲平整，船舷以下如同刀削一般。
如果將船身沿着橫面切開，就會發現船的橫斷面爲“V”字形，尖底上就設置着貫通首尾的龍骨。
這種上寬下窄的設計雖然不夠穩定，但因船隻的下半部分在水面以下，而龍骨結構比較沉重，喫水較深，因此並不會影響行船的穩定性，反而大大減少了船隻前行的阻力，節省了動力，保證了船行的速度。孟鳴採用了鋼龍骨，並採用鐵甲船結構。
這艘蒸汽船的操控用的是更加輕巧的平衡舵，可以說是舉重若輕。船隻行進，除了空前的四桅杆大帆外，在帆布選擇上，採用硬帆結構，可承受更強風力。
人力驅動上，船的兩舷和尾部有入水極深的尾櫓，相當於現代船隻上的螺旋槳，用人力踏動，驅動力在當時可謂最強，就算無風也能保持航速。
鐵甲船的設計方案，完全摒棄了木殼船體，它的舷側裝甲從內到外先鋪一層一釐米鐵板，向外再加兩層交錯放置的二十釐米麻慄樹木材 ，船體最外面再加一層鍛鐵裝甲，最後用螺母螺栓鉚接。
水線以下的船艙了安裝有2座六角形鍋爐，兩座複式蒸汽機（一臺備用），採用單軸推進，航速可達一個時辰一百零四里，當使用蒸汽動力和風帆時，航速可以達到一個時辰一百二十四里。
現在的蒸汽機也來越穩定了，孟鳴的鍊鋼廠，已經煉製出質量較好波紋鋼、脫水鋼，蒸汽機已經採用這兩種鋼材和大大小小的管狀冷凝器來做汽爐，使殼體承受壓力的能力越來越強。最終三聯引擎的誕生把往復式蒸汽引擎的發展推到了頂峯。
這艘船長約二十五米，寬六米，喫水一點八米，排水量在一百四十噸，運力在以前一千五百擔（八十四噸），成本在一萬二千貫，售價兩萬貫。是同等噸位漕船的四倍，造價較高。但是壽命將比漕船要長，省掉大量的人力費用。
孟鳴還按照戰船的模式建造，兩層船舷都留有炮口。
陳啓明和張明誠作爲此次研製項目的兩個負責人，這段時間一直呆在船廠裏，他們先是修建船塢。船塢，是指修造船用的塢式建築物，灌水後可容船舶進出，排水後能在幹底上修造船舶。
船塢是中國宋朝人張平發明的。公元977年，張平任供奉官、監陽平都木務兼造船廠，住今陝西省寶雞市以東之陽平鎮。當時，在渭河邊造船，容易被水將船沖走，只好派一船三戶守護，一年徵調民工上千戶，勞民傷財。張平遂命民工在岸邊挖一大坑，在其中造船，船造好以後，掘開一口子，引水入坑，船漂起，駛入河中。大坑稱之爲“船塢“。
張明誠又在船塢上將了一個長三十米，寬十米，高十米的工棚，這段時間是雨季，所以爲了趕工期，不受天氣的影響，就建了這個工棚。
這個工棚在船塢上又建立行吊，有三部吊車。行吊可以吊起三噸的鋼板和木料，動力是採用了蒸汽機驅動，由變速箱變速操縱，可縱向、橫向運動，所以大爲方便了吊裝工作，更大爲減輕了人力勞動強度，大大加快了造船的進度。
當然這些造船前的準備工作也耗費了大半個月的時間，這些設備都是陳啓明帶領學堂的學生們一手設計、建造安裝、調試的。
這段時間陳啓明和那些學生們都喫住在工地上，個個曬得像黑炭頭似的，但他們還是幹勁十足、樂不此彼。