По бронированию было признано необходимым некоторое усиление горизонтальной защиты. Поэтому поверх имеющейся броневой палубы уложили дополнительный слой защитных плит STS толщиной 44,5 мм, доведя таким образом общую толщину броневой палубы до 120,8 мм. По некоторым данным, увеличили также толщину брони на скосах противоосколочной палубы до 76,2 мм и крыши боевой рубки до 203 мм.
Общий вес добавленной горизонтальной брони составил 1073 тонны.
По корпусу основные работы заключались в усилении противоторпедной конструктивной защиты. При этом обширный отсек ПТЗ сразу за двойным бортом был разделен на 2: внутреннюю и внешнюю секции, т.к. в нем между старой противоторпедной переборкой и внутренней обшивкой двойного борта установили еще одну продольную переборку толщиной 19,05 мм STS. Внутрь от старой противоторпедной переборки, на случай ее повреждения, также установили еше одну новую продольную переборку толщиной 6,35 мм, образовав таким образом фильтрационную камеру. Это стало возможным благодаря уменьшению ширины, занимаемой силовой установкой после ее замены. Фильтрационный отсек всегда содержался пустым.
Сама главная (“старая”) противоторпедная переборка осталась без изменений, т.к. и до того имела солидную толщину 76,2 мм. Кроме того, линкоры получили були максимальной шириной по 1,4 м., несколько меньше,чем на предыдущих кораблях. Разница вызывалась тем обстоятельтвом, что линкоры типа “Pennsylvania” изначально имели несколько большую ширину, пределы же для уширения всех кораблей были неизменны и определялись шириной Панамского канала.
Линейный корабль “Pennsylvania”. (Поперечное сечение в районе мидель-шпангоута после установки булей)
Тем не менее конструкция и особенно внешняя форма булей были в общем подобны линкорам типа “Nevada”. Надводная часть булей была вертикальной, шла параллельно наружному борту и броневому поясу, а верхняя часть (плоская “крыша” булей толщиной 12,7 мм) была строго горизонтальной и примыкала к корпусу точно по верхней грани броневого пояса. Так что внешне – если корабль не находился в доке – були выглядели так же, как на кораблях типа “Nevada”.
Сразу под ватерлинией були резким “изломом” расширялись, хотя и не столь значительно (из-за меньшей ширины) как на “Nevada”, и достигали максимальной ширины на уровне чуть выше нижней грани броневого пояса. Далее вниз були имели плоские строго вертикальные стенки, которые резко, с очень небольшим радиусом кривизны, переходили в плоское днище. Внешняя обшивка булей имела толщину 15,9 мм, при этом внутри по всей длине були разделялись 5 продольными горизонтальными переборками на 6 секций или “уровней”. Сделано это было в основном для подкрепления их общей прочности, т.к. на предыдущих линкорах они показали себя слишком “мягкими”. При этом внутренняя полость булей оставалась пустой, играя роль камеры расширения, а топливо теперь хранилось в отсеках двойного борта и следующем “вглубь” слое отсеков до основной противоторпедной переборки.
После модернизации общая глубина противоторпедной защиты линкоров на миделе составила 5,795 м., максимальная ширина корабля по булям 32,4 м.
Была улучшена защита от мин и торпед с неконтактным взрывателем, т.к. сокращение объема, занимаемого новыми котлами, позволило надстроить внутри корпуса на протяжении котельных отделений третье днище. Толщина его обшивки составила 19,05 мм. В днищевых отсеках размещался запас пресной воды для котлов. При установке булей были сняты подводные торпедные аппараты.
После модернизации проектное водоизмещение корабля составило 34400 т., реально стандартное водоизмещение равнялось 33124,8 тоннам. При этом осадка линкора составляла 8,94 м, а Метацентрическая высота 1,78 м. Максимальное водоизмещение возросло до 35929 т, в этом случае осадка возрастала до 9,2 м, а Метацентрическая высота несколько возрастала до 1,84 м. По расчетам, оптимальное “боевое” водоизмещение корабля, обеспечивающее достаточный запас плавучести и наилучшую диаграмму остойчивости, составляло 35548 т. Наконец, было рассчитано предельно допустимое (emergency) водоизмещение с полным боекомплектом и максимальными запасами”, включая 715,8 т пресной воды для котлов. В этом случае водоизмещение составляло 39824 т, а осадка корабля возрастала до 10,14 м.
Коэффициенты полноты корабля изменились незначительно, так коэффициент общей полноты корпуса составил 0,652, мидель-шпангоута 0,984. Как и на “Nevada”, “граненая” в поперечном сечении форма булей создавала достаточное сопротивление поперечному раскачиванию, позволив в значительной мере уменьшить размах бортовой качки.
Маневренность потяжелевших и уширенных линкоров, однако, заметно ухудшилась, и корабли довольно вяло реагировали на руль и требовали опытного рулевого, чтобы устойчиво держаться на курсе; на малых скоростях хода они были особенно трудноуправляемы, и при маневрировании в узкостях на малых ходах (например, в базе при постановке на бочку) зачастую требовалась помощь буксиров.
Как и на других кораблях, при модернизации силовой установки широко использовались имевшиеся на верфях оборудование и механизмы, оставшиеся с начала 20-х годов от нереализованной программы строительства нового линейного флота. В ходе модернизации 12 старых котлов были заменены на 6 новых высокоэффективных узкотрубных котлов “Бюро Экспресс” (на “Arizona”); на “Pennsylvania” один из котлов был типа “Бюро Экспресс”, остальные 5 “Уайт-Форстер”. При этом был сэкономлен значительный вес, так как новые котлы, помимо прочих преимуществ, были значительно более легкими.
Дымовую трубу, как и на “Nevada”, сдвинули немного назад, чтобы освободить больше места для развитой носовой надстройки, которая имела несколько большие размеры, чем у линкоров предыдущего типа.
На “Pennsylvania” в ходе модернизации была произведена полная замена турбинной установки. При этом были использованы турбозубчатые агрегаты высокого и низкого давления фирмы “Вестингауз” (частота оборотов турбины высокого давления 3600 об/ мин), снятые с линкора “Washington”, достройку которого отменили по Вашингтонскому соглашению.
На “Arizona” ограничились заменой только турбин высокого давления (новые были взяты также с “Washington”), турбины низкого давления прямодействующего типа (частота вращения 226 об/мин) были оставлены без изменений. В результате на испытаниях “Pennsylvania” показал максимальную скорость 20,89 уз, при водоизмещении 37132 т и зарегистрированной мощности силовой установки 34001 л.с. Скорость модернизированного “Arizona” составила 20,70 уз., при зафиксированной мощности 35081 л.с. и водоизмещении 37654 т.
Линейный корабль “Pennsylvania” в Панамском канале. 1927 г.
Нормальный запас нефти после модернизации составлял 3778 тонн, максимальный запас топлива достиг 6274 т. При этом на экономической скорости хода Ю узлов корабль мог теперь пройти 19900 миль – гораздо больше, чем “Nevada”, получивший менее “свежие” механизмы производства 1917 г. На скорости 18 узлов обеспечивалась дальность хода 7310 миль.
Как и на линкорах всех предшествующих серий, была увеличена на четверть (до 400 кВт) мощность каждого из 4 турбогенераторов.
В ходе модернизации увеличили вдвое (до 30°) предельные углы возвышения орудий главного калибра, полностью заменили системы управления огнем; вместо старого оборудования установили приборы и системы, аналогичные тем, что несли линкоры “Большой пятерки”. Объем и номенклатура проведенных работ по системам управления огнем полностью совпадали с модернизацией линкоров типа “Nevada”, в результате чего эти 4 корабля могли сформировать однородную дивизию. Необходимость размещения новых боевых постов с этой аппаратурой потребовала замены решетчатых мачт на треноги, поверх которых были установлены массивные трехъярусные “топы”, несущие верхние компононты систем управления огнем. Соответствующей модернизации, с установкой новой интегрированной системы управления огнем GFCS 2, подверглось и оборудование центрального артиллерийского поста.
Схема перестройки противоминной батареи линкоров полностью совпадала с модернизацией “Nevada”, только новая казематная надстройка на палубе получилась чуть просторнее, т.к. сам корабль был на несколько метров длиннее. В ней размещались 10 127-мм орудий (по 5 на борт) и еще 2 орудия открыто уровнем выше на крыше каземата по бокам боевой рубки. Все противоминные орудия, установленные в корпусе, были сняты, а их порты заделаны, что позволило увеличить мореходность, расширить жилые помещения и улучшить бытовые условия. Подача снарядов для противоминных орудий осуществлялась цепными элеваторами с электроприводами мощностью 3 л.с., предельная скорость подачи составляла 20 снарядов в минуту. В качестве новой тяжелой зенитной батареи модернизированные линкоры получили по 8 новых 127мм/25 скорострельных орудий: по 4 на борт, на палубе надстройки. Системы управления этих орудий размещались на носовой надстройке. В качестве легкого зенитного вооружения были установлены 8 12,7-мм пулеметов. Также установили новое радио и радиопеленгаторное оборудование, стандартное шлюпочное вооружение, рубки постов управления прожекторами на трубе и 4 прожектора (по 2 на борт) поверх этих рубок.
