在费迪南大公的支持下，1903年2月，帝国议会终于通过了四艘排水量为吨的“皇帝”级战列舰的海军预算，并要求装备上280毫米主炮。不是历史上的三艘，是因为匈牙利人表示既然自己承担了百分之三十的舰船建造费用，那么必须有一艘战列舰在匈牙利的造船厂建造。海军部将四艘战舰的建造订单分摊给了帝国仅有的四家大型造船厂：的里雅斯特的伊斯莱亚造船厂和皇家造船厂，波拉的海军造船厂和阜姆的多瑙造船厂。
战舰的设计工作由波佩尔海军工程上将为首的海军技术委员会主持，李海顿则担任四艘军舰的建造工程总监。
在确定设计方案时，李海顿提出了新的设计思路。
“采用‘全重型主炮’的设计如何？”李海顿说道，他开始向海军技术委员会的成员推销他已经与波佩尔上将和罗茨纳上校讨论过多次的新设想。这种方案是由意大利海军设计师库尼波蒂上校在1900年所写的一篇关于装甲巡洋舰的设计构想的文章里首先提出来的，发表在德国出版的《海军瞭望》杂志上。
库尼波蒂上校的方案最初是为了阿根廷人的“里瓦达维亚”号所设计的，作为竞争对手，李海顿第一时间就得到了这个情报，而且还专门与罗茨纳讨论过这个问题，后来又加上了波佩尔将军。
库尼波蒂的设计有个致命的缺陷，他是在军舰的舯部两侧各安装了一座与主炮口径相同的主炮塔，这挤占了动力舱的位置，并削弱了战舰重要部位的舯部防御。所以，在为阿根廷人和帝国海军建造排水量为8900吨的“哈布斯堡”级装甲巡洋舰时，罗茨纳并没有在意这种方案。
在讨论过程中，几人都意识到了拥有四座双联装主炮塔的好处，甚至马上就想到了沿中轴线前后各布置两座主炮塔，或是在舯部沿中轴沿布置两座主炮塔的方案，这样做的好处显而易见，战舰的侧向火力能够达到八门，这需要有两艘同样的军舰才能达到这样的火力效果。
不过，显然一艘只有吨的军舰上还无法承担这样的重负，除非安装小一级的主炮。
“‘全重型主炮’？”海军部长斯波恩上将显然还是第一次听到这种名词，他略带疑惑地侧过身，看着帝国海军的首席设计师。
“哦，就是统一整个军舰上的主炮口径和倍口径，用以取代二级主炮，这样有利于全舰的统一射击指挥。”波佩尔向他和在坐的同僚解释道，“这样战舰侧舷可以射击的主炮数量就提高到八门或以上，足以对敌舰形成压倒性火力优势。”
“唔……应该怎么布置呢，沿中线的布置会影响到后部炮塔的射界，而布置在舯部对于火力的提升并不大。”斯波恩上将稍微停顿了一会儿，“当然，还是有些好处的。”
既然有些好处，接下来的内容就是这些主炮的布置方式，目前世界上的战列舰几乎都是一种模式：一前一后各装备一座主炮塔，当然，它们肯定会布置在中轴线上，也许法国人除外，他们曾在前甲板上呈品字形布置了三座炮塔。
现在他们讨论的重点在第三座和第四座主炮塔上，当然，还有可能更多。
斯波恩上将的第一反应最符合后世的审美观，在前后甲板上沿中轴线各布置两座主炮塔。不过，他没想到背负式方案，两座炮塔的高度是一样的，就象以后俄国人的甘古特级战列舰一样，问题是会影响到后面炮塔向前或是向后的射界。
“我倾向于斯波恩上将提出的前后甲板各两座主炮塔的方案。”李海顿说道，他拿起一支绘图笔，在白纸上画了起来，“不过不是水平布置，而是一高一低的背负式。”其实背负式主炮的布置方式并不少见，有不少国家的军舰采用过这种方式来安装二级主炮或者是副炮。
“嗯，很合理。”波佩尔上将看了一会儿才开口说道，“当然，这会造成全舰的重心上移，需要增加额外的排水量来进行平衡。”
“当然，增加了一些排水量难道顶不上建造同样一艘军舰吗？”李海顿笑着说道，他很是惊异波佩尔敏锐的直觉，仅仅在几分钟之内就指出了症结所在，这需要大量的实践才能够拥有的能力。
“肯定合算，大概需要增加一千到一千五百吨来维持平衡。”波佩尔也笑了，这点造价只有不到全舰建造费用的二十分之一。
“噢，很令人震惊，也许我们能开创一个全新的海军时代！”斯波恩上将也变得兴奋起来，这种前景足以令人鼓舞。
新的“皇帝”级战列舰的设计工作进展缓慢，由于是一种全新的设计方案，舰体结构的大部分部位都需要重新布置和计算，甚至有些地方还需要建立模型用来验证方案的可行性。一艘军舰的设计图足足有数十万张，即使在全力以赴的情况下，将近二百六十多名设计人员在五个月后才完成了新式战舰的设计工作。
这已经快到1904年的5月了。
李海顿还得到了一个不好的消息：阿根廷人和智利人终于无法忍受无休无止的海军购舰竞赛，都表现出了和平谈判的意愿。在英国人的调停下，两国最终达成边界解决方案，但英国人要求两国都放弃目前正在建造的海军舰船。
阿根廷方面拒绝支付正在进行舾装的两艘“里瓦达维亚”级装甲巡洋舰剩余的两笔尾款，大约总数在八十三万英镑左右。
1904年6月，“皇帝卡尔”号和“皇帝马克西米利安”号分别在皇家造船厂和伊斯特里亚造船厂铺设龙骨，而波拉的海军造船厂和阜姆的多瑙造船厂则在加紧的改扩建中，它们现在还没有足够大的船台能建造这艘设计排水量为吨的大型战舰。战舰所需要的优质合金结构钢来自李海顿设在林茨的奥地利钢铁厂，装甲所用的表面渗碳装甲钢来自卡尔森钢铁厂和克虏伯财团控制的尤登堡钢铁厂，武器主要由斯柯达兵工厂提供。
斯柯达火炮的性能甚至比德国的克虏伯工厂的产品还要优秀，240毫米舰炮的射程达到了21公里，超过了德国人的水平。
在火炮建造技术和工艺方面，伊斯莱亚机械制造公司与斯柯达工厂还有着相当大的差距，不过令李海顿稍感欣慰的是军舰上所有的动力装置和电器电缆、无线电设备全部由他属下的伊斯莱亚动力公司和帝国标准电器公司提供。
这并不是一艘真正的战列舰，李海顿在设计之初就发现了它的问题，其主炮射程和威力都远远无法与即将横空出世的“无畏”号相比，而且装甲也不够厚。议会的预算限制了它的排水量和造价，这个年代，2300万克朗是绝不可能建成一艘战列舰的。他也只能将它的舰型向巡洋舰方面靠拢，并在动力系统上面下功夫，使之能跑得足够快。
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