遭到拒绝的霍兰得到流亡美国的由爱尔兰一些革命者组成的“芬尼亚社”的资助。在“芬尼亚社”的支持下，经过3年时间的努力，霍兰在1878年将自己设计的第一艘潜艇送下水，该潜艇被命名为“霍兰－1”号，是一艘单人驾驶潜艇。艇长5米，装有1台汽油内燃机，能以每小时3。5海里的速度航行，但悲剧的是，这艘潜艇一潜入水下，内燃机的空气用完了，发动机停止了工作。
白烧了一大笔钱，潜艇却没了，芬尼亚社开始对霍兰大为不满，对他的潜艇研制提出具体要求：所建造的潜艇，大到足以能有效地进行作战，小到使其能够塞进特制的商船船舱。这种商船要求可以装成民船的模样横渡大西洋。
1881年，霍兰建造成功他的第二艘潜艇，命名为“霍兰－2”号，该艇长约10米，排水量19吨，装有一台11千瓦的内燃机。这艘潜艇安装了升降舵，解决了纵向稳定性问题。同时，他还在艇上安装一门加农炮，使得潜艇既能在水下发射鱼雷，又能在水面进行炮战。
但这艘潜水艇排水量太少，火力也不行，“芬尼亚社”的一些成员对霍兰的试验丧失信心，并在一天黑夜将“霍兰－2”号以及建造中的第三艘潜艇偷偷地运走了。霍兰痛心疾首，与“芬尼亚社”分道扬镳，暂时停下潜艇的研究而到一家汽枪公司担任描图员。不过霍兰没有放弃他设计潜艇的梦想，不久，在朋友们的大力支持下，他兴办了“肛鱼潜艇公司”，与炮兵上尉扎林斯基合作，建造了他的第四艘潜艇“扎林斯基”号。但很遗憾，失败的厄运还没有放过努力的霍兰。1886年，“扎林斯基”号建成下水，滑道倒塌，全艇被毁，沉入了茫茫的大海。霍兰的公司破产，朋友们也离他而去，他陷入了绝望。
这时，席幕兰在美国《纽约时报》刊登了招聘信息，年薪五万美元找潜艇设计师，霍兰从绝望中抓住了这救命的稻草，连忙带着自己的潜艇图纸去应聘，带着妻子和女儿漂洋过海来到了天津，为北洋水师设计潜艇。
李经述见了霍兰，也大为高兴，要钱给钱，要人给人，专门给霍兰成立了潜艇设计团队，一起解决那些潜艇史上阻碍潜艇发展的问题，反复研究并数易方案。
更让霍兰感动的是，李经述十分体谅霍兰以前的失败，亲口对霍兰说：“我们中国要研发世界一流的潜艇。你尽管试验，一切失败的责任都由我们来承担。”
在研发团队的努力下，霍兰终于建成“潜龙号”一代潜艇，该潜艇长15米，装有45马力的发动机，海面航速可达每小时7海里，续航力为600海里。在水下潜航时，航速可达每小时5海里，续航力50海里，共可乘5名艇员。武器为一具艇首鱼雷发射管，可发射3枚鱼雷，前后各一门火炮，火炮瞄准靠操纵潜艇艇体对准目标。
李经述还在北洋水师学堂里面增开了潜艇专业，让霍兰授课，培养中国的潜艇人才，中国的海防力量更加强大了！！
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