为了达到二代潜艇的标准，虎头鲸号主机采用迪塞尔07式6缸4冲程柴油发动机4台(用于水面航行)，特斯拉C型大功率电机2台(用于水下航行)，为了提高速度，首次将蒸汽轮机系统模仿为燃气轮机系统加以改造，组成最初级的燃气轮机推进系统。
这样一来，潜艇使用双推进轴，水面功率达到4000马力，水下为2200马力；驱动潜艇水面航速20.23节，水下航速突破二代技术大关，达到15.12节。
由于帝国海军需要的是可以跟随舰队作战的潜艇，因此霍兰和莱克专门将其改造成舰队潜艇，其燃油装载量达到柴油89t～91t，水面14节航速时，续航距离为3000海里，可以不用补给跟随舰队行动。水下5节航速时，续航时间为24.5小时，突破二代潜艇技术大关。
由于帝国海军部的官员们瞧不起潜艇，尽管潜艇取得了辉煌的战绩，但是他们依然认为那是不道德的行为。
于是，为了改变海军部官员们对潜艇的蔑视，莱克将晋级潜艇的武备做了大幅度提升，450毫米鱼雷发射管8具(其中艏部4具，上层建筑内4具)，装载鱼雷12枚，原来的88毫米速射炮改为102mm甲板炮1座，另外搭配有针对人员的12.7毫米重机枪一挺。武备力量提升很大，也使得潜艇人员增至54人。
其中，鱼雷发动机得以大幅度改进，使用活塞式发动机，装载的汽油燃料增加了醇类燃烧剂（甲醇、乙醇等）和新式氧化剂（过氧化氢和硝酸等），使得鱼雷的速度达到40节，有效攻击距离提升至630米，这令潜艇作战更加安全。
鉴于新加坡湾偷袭战中，中华帝国的东汉级潜艇付出了极大的代价，因此霍兰设计晋级潜艇一开始就把安全潜航深度升级了，使其可以下潜至125米，可以躲开水面舰炮的打击，帮助潜艇完成作战后迅速脱离战场，避免被击沉。
在航电系统上，作为二代潜艇的首要标识是先进的无线电系统和声纳探测系统。
无线电系统早在西汉级潜艇上就已经实现了，东汉级潜艇升级后通讯距离进一步扩大，到了晋级潜艇，庞大的潜艇体积足以布置大功率无线电设备，修长的艇身外壳布置了四条天线，使得潜艇的通讯距离超过8000公里，可以跟帝国任何一个海军单位取得联系，随时报告突发状况。
而声纳系统则是最新研制的设备，得益于特斯拉和王辰浩的蛟龙号潜艇。自从特斯拉获准进入蛟龙号内部后，他对蛟龙号上的各种先进设备处于痴狂状态，其中声纳便是最简单的一个设备，很快就被特斯拉研制出来。
声呐就是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学中应用最广泛、最重要的一种装置。
1904年3月，特斯拉研制成功世界上第一个声纳装置。这比1906年英国海军刘易斯?尼克森所发明的声纳早了两年多。刘易斯发明的第一部声呐仪是一种被动式的聆听装置，主要用来侦测冰山。而特斯拉发明的声纳包括主动和被动两种，既可以探知靠近潜艇的水下东西，又可以主动对水中的移动目标和固定目标进行探测，并可以根据回声时间来判断目标距离和速度。
因为有了声纳系统，晋级潜艇的下方多了一个突出部，此即为专门安装声纳的地方。它可以探知水下情况，但是缺点是无法探测潜艇垂直上方的目标。
晋级潜艇首艇虎鲸号下水已经一年半了，经过了漫长的海试，不但在中华帝国本土近海由南到北的走了一趟，更是去了一趟大西洋，在百慕大海军基地补给后返回。
“陛下！”王士珍说道：“经过对虎鲸号的综合评估后，其作战能力已经非常强大了。霍兰和莱克曾经要求海军部派战舰跟虎鲸号比试一下，结果演习时，虎鲸号独自击沉了一艘战列舰和三艘巡洋舰，还有两艘驱猎舰，战果惊人。海军部不得不收回对潜艇的小看态度，但是出于保密需要，海军部没有大规模建造晋级潜艇。”
王辰浩点点头，晋级潜艇还是可喜可贺的，不过这并不能抵消日本海军的潜艇群的威胁，毕竟在广阔的大海里，潜艇和潜艇遭遇的几率还是太小。
于是王辰浩问道：“海军部有没有拿出反潜策略？”
“这个——”王士珍摇摇头。
王辰浩顿时不愉快的说道：“海军部是干什么吃的？以为全世界只有我们的潜艇最厉害吗？如果有一天我们的敌人的潜艇达到了晋级潜艇的战斗力，海军就等着挨打吗？岂有此理！”
王士珍急忙道：“陛下教训的是，是臣督察不利，没有及时看出问题的严重性来。”
王辰浩说道：“从现在开始，海军立即展开反潜作训演练。培养海军官兵们的反潜意识，命令海军部立即展开反潜装备的研制工作，在下一次演习当中，朕要看到他们把虎鲸号击沉，否则统统滚回家抱孩子去。”
王士珍意识到了皇帝的愤怒，急忙道：“陛下息怒，微臣回去一定严加督促，下次演习时，一定拿出有效的反潜措施！”
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