Кроме того, из-за ссоры с ним Вильруа так и не раскрыл устройство своего «секретного» прибора для регенерации воздуха. Известно лишь, что очистка воздуха от углекислого газа осуществлялась путем прокачивания через ёмкость с известковой водой, а насыщение лодки кислородом — с помощью специального генератора (иными словами, Вильруа придумал аппарат, похожий на изобретение Бауэра).

В носовой части лодки находилась водолазная камера, снабженная люком в донной части. Перед выходом водолаза в нее впускали сжатый воздух, чтобы создать давление, равное забортному, затем водолаз открывал люк и выходил наружу. После выполнения работ он возвращался тем же путем обратно. За водолазной камерой находился пост командира, прикрытый сверху смотровым колпаком в виде застекленной полусферы. Командирский пост был оборудован ручным приводом к расположенному в носу коловороту для сверления дыр в днищах вражеских судов, штурвалом для управления вертикальным рулём, а также приборами, по которым командир контролировал положение субмарины.

Помимо коловорота, субмарина была вооружена шестью пилами (по три с каждого борта), стационарно закрепленными в носовой части под некоторым углом к диаметральной плоскости. С их помощью Вильруа намеревался разрушать деревянные части атакуемых неприятельских кораблей.

Кроме того, лодка имела две четырехзарядные пушки небольшого калибра, жестко закрепленные в корпусе стволами вверх по обеим сторонам наблюдательной полусферы. Предполагалось в подводном положении стрелять из них в днище атакуемого корабля.

Погружение лодки происходило за счет заполнения самотеком водой трех балластных цистерн, всплытие — осушением их двумя ручными насосами. Для маневрирования по глубине в носовой части был установлен особый цилиндр с поршнем. Одной своей стороной цилиндр сообщался с забортной средой. Перемещая поршень и меняя объем цилиндра, можно было менять глубину погружения.

Конструктор стремился обеспечить своей лодке надежную продольную остойчивость, однако принял ошибочное решение. Он разместил в оконечностях и в центральной части корпуса три вертикальные шахты с перемещающимися в них металлическими грузами, что не только не увеличивало, а наоборот, значительно уменьшало её продольную остойчивость.

Для гарантии дополнительной безопасности субмарины в погруженном положении, Вильруа предусмотрел два буя, которые могли выпускаться после погружения и как бы удерживать её на страховочных стропах (принцип Кастера). Однако буи обладали незначительным, по сравнению с субмариной, объемом и не могли удержать ее на безопасной глубине при получении большой отрицательной плавучести.

Вскоре после вступления в строй «Alligator» отправился на войну. В течение 5-и дней его буксировали по Чесапикско-Делавэрскому каналу к Хэмтпонскому рейду, куда он и прибыл 23 июня 1862 года. Вместе с буксиром «Fred Koop» и судном поддержки «Sattelite» субмарина поступила в распоряжение коммандера Джона Роджерса (John Rogers), руководившего боевыми действиями федерального флота на реке Джеймс. Он приказал ее командиру взорвать большой железнодорожный мост на реке Аппоматокс (притоке Джеймс-ривер) возле города Питерсбург.

Однако уже через четыре дня Роджерс отправил подлодку назад адмиралу Голдсбороу (Goldsborough), командующему морскими силами федералов в зоне Норфолк.

В сопроводительном письме он указал, что «Alligator» не способен успешно действовать на здешних реках — неглубоких, но с быстрым течением, и что ему не хватает скорости и маневренности.

От дальнейших хлопот с подводной лодкой адмирала Голдсбороу избавил приказ главы Морского департамента Уиллиса, полученный им 3 июля. Приказ гласил, что «Alligator» должен отправиться по реке Потомак в Вашингтон для испытаний и модернизации на тамошней верфи. Субмарина прибыла туда на буксире 9 июля.

В процессе перестройки взамен гребков был установлен четырехлопастный гребной винт диаметром 3 фута 2 дюйма (0,96 м), который матросы вращали вручную через продольный коленчатый вал. Максимальная скорость движения с помощью винта под водой, достигнутая на испытаниях, составила 2 узла (3,7 км/час).

Кроме того, было снято все прежнее вооружение — коловорот, пилы, подводные пушки. Их заменили две шестовые мины, аналогичные тем, которыми лейтенант Уильям Кашинг (William Cushing) спустя два года потопил броненосец конфедератов «Albemarle» на реке Роанок.

Только проблему регенерации воздуха так и не удалось решить. Ни самого Вильруа, ни его «секретный прибор» нигде не могли найти. Лишь значительно позже, в 1874 году, в одной из филадельфийских газет появилось краткое сообщение об его смерти.

Все же командование федерального флота решило использовать подводную лодку в боевых действиях на море. Ее командиру приказали присоединиться к эскадре, блокировавшей порты конфедератов на Атлантическом побережье. 13 марта 1863 г. субмарина «Alligator» покинула Вашингтон на буксире военного парохода «Sumter».

Спустя три недели (2 апреля) она затонула неподалеку от мыса Гаттерас (штат Южная Каролина) во время сильного шторма. Огромные волны угрожали пароходу, отягощенному грузом, и ему пришлось обрубить буксирный трос, бросив подводную лодку на произвол стихии. Где-то в тех водах она до сих пор покоится на морском дне.

Спустя четыре дня после начала гражданской войны в США (это произошло 13 апреля 1861 г.) правительство Конфедерации штатов Юга разрешило своим гражданам каперство, т. е. захват вражеских торговых судов с целью наживы, а также уничтожение боевых кораблей за плату. Не имея флота, оно считало, что для подрыва морских сил федералов надо использовать любые средства. В этой связи стали возникать специальные компании для приобретения либо строительства каперских судов. В Новом Орлеане одну из таких компаний создал маклер хлопковой биржи Хорас Л. Ханли (Horace Lawson Hanley; 1823–1863).

Эта компания решила использовать для каперства подводную лодку. В конце осени того же 1861 г. в механической мастерской в Новом Орлеане было начато строительство субмарины «Pioneer». Ее спроектировал и строил инженер Джеймс Мак-Клинток (James R. McClintock), с помощью своего компаньона Бакстера Уотсона (Baxter Watson). В феврале 1862 г. «Пионер» был спущен на воду.

Он имел круглый в сечении корпус, водоизмещение около 4 тонн, длину 20 футов (6,1 м), наибольший диаметр 6 футов (1,83 м). Погружение осуществлялось путем заполнения балластной цистерны забортной водой, которую для всплытия откачивали ручным насосом. Экипаж включал трех человек, двое из которых должны были вращать руками коленчатый вал с четырехлопастным гребным винтом на конце. Воздух для дыхания поступал по шлангу, чей верхний конец удерживался на поверхности воды с помощью поплавка.

Оружием субмарины служила плавучая мина, похожая на «торпедо» Фултона, буксируемая на канате длиной 150 футов (45,7 м).

Приборы для наблюдения за обстановкой на поверхности воды отсутствовали. Поэтому тактика применения лодки напоминала действия кита. Повернув к вражескому кораблю, лодка погружалась и какое-то время шла в избранном направлении. Затем она всплывала, рулевой выглядывал из люка и корректировал курс, одновременно через тот же люк освежался воздух внутри корпуса, после чего следовало новое погружение и очередной этап движения к цели.