美国条约后战列舰的开创者：“北卡罗来纳”级战列舰
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2023-02-11更新
最新编辑:木头楠木
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缘起
如今提到美国在《华盛顿海军条约》后建造的新式战列舰，人们往往首先想到4艘直到20世纪90年代才最终退役的“衣阿华”级战列舰。然而追溯这段历史，我们能够发现，这一切的源头正是2艘“北卡罗来纳”级战列舰。今天，我们就来谈谈这一型美国在条约后建造的第一型新式战列舰。
经过1928年至1934年美国内部关于战列舰设计方案的讨论，到了1934年至1935年初，美国为了应对日本经过改装后已经转型为高速战列舰的3艘“金刚”级战列舰（金刚、比叡、榛名、雾岛），美国决定建造一型高速战列舰，这便是后来的“北卡罗来纳”级战列舰。与后续的“南达科他”级不同，“北卡罗来纳”级一开始就是作为高速战列舰设计的，而“南达科他”级设计时航速则大幅降低。
美国方面对日本“金刚”级的情报是在1936年底获得了，然而他们此时获得的情报其实很不准确，“在这个过程中，日本海军‘金刚’级高速战列舰的预计速度是一个重要考虑因素，包括‘金刚’、‘榛名’、‘比叡、‘雾岛’，其在华盛顿海军条约后进行了现代化改装并增加了装甲防护。她们被预计拥有26节航速，实际上她们可以跑得更快，这是美国海军1934年所不知道的。然而，即便是26节的预估航速，也比现存的美国战列舰要快出5节”。事实上，经过此次改装的“金刚”级已经能跑出超过30节的航速了，而这一航速美国此后的“北卡罗来纳”级、“南达科他”级都没有达到。
设计过程
这一型战列舰开始设计时，美国除了受到《华盛顿海军条约》后的《伦敦海军条约》限制，需要将吨位控制在36000吨以下外，还面临两种新的威胁，即空中轰炸和炮弹入水后的水下攻击效应。为了应对这两种威胁，建造维修局提出一个在当时很有创新性的方案，即采用新式甲板、内倾式侧面装甲、高温高压动力系统等。很明显，建造维修局的方案都是对症下药的，新式甲板主要是应对航空轰炸和远距离下落的炮弹，这是一种多层爆炸甲板，可以提前触发引信或者剥离381毫米及以下口径穿甲弹的被帽，从而使船体内部结构得到保护。而为了应对水中弹威胁，设计人员提供的方案是在吃水线以下装甲带的下方再加装一层较薄的STS防护装甲，同时建议采用宽度为2.14米（7英尺）的锥形吃水线以下装甲带，使平均厚度达到88.9毫米。然而这些改进方案导致的舰体重量增加使得在条约36000吨的限制下无法实施。唯一剩下的高温高压动力系统的命运我们会在之后提到。
下面，让我们回到“北卡罗来纳”级的设计过程。在1935年至1936年的设计中，设计小组至少提出了13种方案，他们以英文字母编号。这些方案千奇百怪，其中7月提出的A方案就是“北卡罗来纳”级的开端。
A方案设计航速为30节，9门356毫米舰炮全部安装在舰体前侧（明显受英国纳尔逊级的影响），能够在20116.8米至24688.8米区域内防护自身安装的356毫米/45倍径舰炮的炮弹。B、C方案作为可以和A方案可以互相替换的方案进行了一定的改进，使航速可以达到30.5节，可以在17373.6米至27432米范围内防护356毫米/50倍径舰炮。这三个方案无疑满足了航速上的要求，然而负责新型战列舰性能特点的总委员会此时根本就没有想好美军新一代战列舰究竟需要哪些性能，是航速23节并安装406毫米舰炮的常规型号还是如A、B、C三个方案的高速型号，正是这种犹豫让上述三个方案最终都没有被采纳。
既然3个方案都没有被通过，设计小组只能继续进行设计，此后又有至少10个方案被提出，这些方案有些维持了高航速的要求，如D、E、F、H、J、K、L等方案，也有航速仅维持23节的传统方案，如G方案。经过一段时间的讨论，总委员会在10月决定进一步研究K方案。K方案是基于A1方案的改进方案，通过将吃水线以下装甲带的宽度减少4.27米，取消后侧控制塔即第二层内层舱底，节省出1450吨的重量用以增加吃水线以下装甲带厚度381毫米，甲板厚度133.35毫米，航速可以达到30.5节，满足了总委员会要求航速至少应该达到27节以超过情报中日本“金刚”级26节航速的要求。后来随着《伦敦海军条约》“升级条款”将舰炮口径从356毫米放宽到406毫米，军械局极力主张采用406毫米舰炮，而K方案也是唯一具有可信性的方案。因此，K方案的一种改进型最终被选为建造方案。就在一切似乎尘埃落定的时候，总委员会又反悔了，他仍旧在航速与防护之间举棋不定，此时又倾向于选取另一种航速较慢但防护装甲更强的型号，这就让第一阶段设计小组的努力付诸东流。
进入第二阶段后，至少有35份设计草案被提出，它们用罗马字母表示。在1936年这一阶段冗长又反复的设计过程中，总委员会除了继续在航速、防护之间纠结外，重量也成为了一个不得不考虑的因素，而设计人员解决这一问题的办法就是在测算方案时以“纸面”方式削减重量，最终实际建造出来的战舰无疑是会超过这一重量的，但那时木已成舟了。1936年对这35个方案的讨论中，总委员会或是觉得防护性能难以令人满意，或是觉得副炮数量过少，或是对超高速航行的要求产生了动摇。经过了各种难以描述的反复争论，最后在总委员会成员里弗斯（R.M.Reeves）海军上将的建议下，基于XVI方案改进后更为详细、完善的方案被提出，成为了“北卡罗来纳”级战列舰设计的原型。
XVI方案和“北卡罗来纳”级最重的方案还是有不小的区别，比如主炮此时仍旧是四联装356毫米舰炮，烟道还只有1座等等。也正是在此时候，里弗斯进一步成功游说当时代理海军部长的海军作战部长斯坦利（W.H.Standley），增加了必要时可以用三联装406毫米舰炮替代四联装356毫米舰炮的条款，为此后“北卡罗来纳”级主炮口径的变化埋下了伏笔。
在基于XVI方案的改进方案被选定到最终方案出台这段时间中，各种改进就没有停止过，比如增加吃水线以下装甲带厚度、修改副炮方案等等，其中最值得一提的还是关于动力系统的争论。通过前文我们已经知道，建造维修局为了保证高航速提出了采用高温高压动力系统的方案。然而在1936年初步决定的方案中，动力系统的设计已经变为采用中温中压式锅炉，输出功率打到115000马力，航速打到27节。不过美国海军此时也没有放弃高温高压涡轮机，因为此时美国的驱逐舰们已经开始采用高温高压式动力设备，这就让两种方案出现了尖锐的对立。当时负责战舰动力设备调整的工程局局长鲍文（H.G.Bowen）认为，一方面建造常规涡轮机的造船厂不愿意放弃自己的传统业务，另一方面，当时建造高压涡轮机的西屋、通用电气两家公司并没能从美国新式驱逐舰上吸取足够的经验，因此可靠性不能完全保证。果然，虽然高温高压动力系统技能大幅度减少动力设备重量，还能提高航速，但某些人士对此提出强力批评，他们认为战列舰作为一型至关重要的武器，不能成为试验平台。最终经过一段充满争议的争论，工程局获得胜利，“北卡罗来纳”级最终既没有选择高温高压涡轮机也没有选择中温中压锅炉，而是颇为保守的选择了低温低压涡轮机，最终让这一级战列舰的航速性能无法达到预期。
1937年5月，“北卡罗来纳”级战列舰的设计基本定型，而关于其最后的改进就是主炮口径了。总委员会在1937年3月29日提出为该级战列舰换装406毫米主炮的建议，但是海军部长直到7月15日才批准，造船厂接到指令时，该级舰首舰“北卡罗来纳号”号（USS. North Carolina，BB-55）已经铺设龙骨了，此时再想调整装甲以防护406毫米炮弹已经来不及了，这也就造成了“北卡罗来纳”级最终攻高防低的结果。
从“北卡罗来纳”级整个设计过程我们可以明显看出，负责提出战列舰性能特点的总委员会在具体性能的取舍上始终摇摆不定，这也是造成该级战列舰设计过程冗长反复的主要原因：“从上述冗长而缺乏规律的设计过程看，虽然有几种设计方案可能体现出‘北卡罗来纳’级战列舰的结构，但实际情况并非如此。总委员会从未完全确定，在条约限定的排水量之内应该放弃哪些性能以便制造出相应型号的战列舰。此外，由于该委员会成员的更迭，它提出的设计需求也在不断发生变化。九舰炮的高速（30节）战列舰虽然具备较好防护性能，但最终仍被放弃，转而倾向于以牺牲航速和防护性能为代价而增强火力。在美国战列舰的研发历程中，还没有出现过这种模式”，这也就注定了“北卡罗来纳”级战列舰为美国此后新式战列舰的建造承担了试验、过渡的任务。
建造与参数
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1936年大选结束后，罗斯福总统正式批准“北卡罗来纳”级两艘战列舰的建造，首舰“北卡罗来纳”号与1937年10月27日在纽约海军造船厂铺设龙骨，2号舰“华盛顿”号（USS. Washington，BB-56）则在1938年6月4日开工，由费城海军造船厂负责建造。由此，这一级战列舰正式从图纸走向现实。
“北卡罗来纳”级首舰“北卡罗来纳”号于1940年6月13日下水，1941年4月9日服役，建成时长222.1米，最宽处33米，吃水10.1米，编制人员为军官144人，水兵2195人（约数），2号舰“华盛顿”号于1940年6月1日下水，1941年5月15日服役，建成时长222米，最宽处33米，吃水12米，编制人员为军官108人，水兵1772人，标准排水量为36600吨。
因为“北卡罗来纳”级两舰一开始都是作为分舰队旗舰定位设计的，因此主体结构、火力配置、装甲结构等基本相同。火力为沿轴线布置的3座三联装406毫米MK6型主炮，该型主炮与美国此前战列舰采用的三联装主炮不同，这种主炮使用独立炮架，每座炮塔中的三门火炮都能独立俯仰，炮轴间距增大，再配合以延时发射机构，减小了炮弹尾流的互相影响，从而能够更好地控制炮弹散布，整体更为先进。副炮为舰体中部每侧5座共计10座双联装127毫米/38倍径MK12型高平两用炮，对空武器随着年代变化，后文会提到，这里就不赘述了。
提到该级舰采用的MK6型主炮，就不得不提到美军为其发射的炮弹。此前我们已经谈到，“北卡罗来纳”级在设计过程中虽然一直有换装406毫米主炮的声音，但仍旧是基于356毫米主炮进行设计的，在性能平衡方面已经达到了相当高的水准，而这一切都随着最后换装406毫米主炮发生了变化。传统观念中，战列舰的装甲防护应保证其在面临自身炮火及假想敌炮火时拥有5千米以上的免疫区宽度，10千米以上则更为理想。“北卡罗来纳”级的主装甲带为305毫米以15度内倾，这种程度的主装甲带面对自身356毫米炮弹时拥有10千米以上的免疫区，可谓相当完美。然而随着主炮更换为406毫米，装甲却无法改变的情况下，局面就变得不同了。1937年11月，设计人员评估了“北卡罗来纳”级战列舰装甲对1020千克406毫米炮弹的防护性能，结果是弹药库上方能在19202.4至24688.8米内有效防护，轮机舱上方有效距离则为21214.08至23774.4米，可谓令人失望。更为致命的是，美军当时实际发射的炮弹时重达1226千克的新式超重型炮弹，面对这种炮弹，“北卡罗来纳”级在其全部有效射程范围内均无法起到防护作用。又因为更换主炮的指令传达到船厂时，该级舰已经铺设龙骨，再修改装甲构造已经不可能了，这不得不说是一个遗憾。也正是因为这一遗憾，设计人员转而寻求在其次级舰“南达科他”级上实现对406毫米炮弹的防护。“南达科他”级虽然能够较好防护1020千克的406毫米炮弹，但是在面对1226千克的超重弹时仍旧显得防护不足。实际上，直到完全没有吨位限制的“蒙大拿”级，美国战列舰才能够完全防护这种炮弹的攻击。
新式三联装406毫米MK6型主炮配以新型超重穿甲弹可谓一个威力巨大的组合，根据美国海军经验公式计算，这种火炮发射出的超重型穿甲弹虽然垂直穿深并不突出，但在远距离交战时，其水平穿深甚至超过了此后“衣阿华”级搭载的发射同型弹药的MK型主炮，甚至超过了日本“大和”级发射460毫米炮弹的九四式主炮，这一点在后来“华盛顿”号参加的瓜岛夜战中起到了作用。当然，有得必有失，这一组合也存在缺陷。由于使用的是新型超重穿甲弹，因此造成的另一个结果就是炮弹初速较低，弹道曲线较高，这就导致落点的有效命中范围较小并且散布也并不理想。由于远距离交战的低命中率，就会导致决定性的交战最终会被拖入一个较近的距离，在这样的距离上，这一组合水平穿深较高的优势也就所剩无几了。这些问题在后来的MK7型主炮上得到了一定的解决，不过对于“北卡罗来纳”级来说，这种火力配置还是够用了。
有攻就有防，我们已经知道“北卡罗来纳”级主装甲的防护因为设计过程中发生各种变数的原因而并不理想，那么其水下防护水平又如何呢？
战列舰面临的水下最大的威胁无疑是敌方的鱼雷，从上图可以看出，“北卡罗来纳”级的鱼雷防护系统（torpedo defense system，TDS）采用了三层结构的夹心布局，通过干舱消耗鱼雷爆炸产生的冲击波，液舱消耗鱼雷爆炸产生的能量。单纯从设计来看，这似乎是一个理想的设计，然而这一结构却并没有在实战中经受住考验。
因为“华盛顿”号曾配属英国皇家海军本土舰队，故而英国海军建设局（Directorate of Naval Construction，DNC）对“北卡罗来纳”级有所接触，他们评估认为“北卡罗来纳”级的水下防护较弱，一方面是因为带装甲防护的干舷长度较小，这导致第三层甲板进水的可能性大幅度增加，另一方面就是引用“北卡罗来纳”号被日军鱼雷击伤的案例，认为其鱼雷防护系统能够承受约318千克炸药的攻击，不及英国人承受454千克炸药的设计。
1942年11月15日，“北卡罗来纳”号被日军潜艇“伊19”号发射的鱼雷击中左舷1号炮塔后侧，这枚鱼雷装载了重达299千克的雷头（略小于该级舰测试防护性能时的模拟炸弹），在水线处炸出了一个9.76×5.49米的大洞，导致舰体进水970吨，倾斜超过5度，大洞上方舰体防护装甲碎裂，第二、第三层甲板扭曲变形，1号炮塔下方的结构性破坏使得该炮塔无法正常运行，主搜雷达也因为受损。虽然在这种情况下，该舰仍可加速至24节，但这显然是舰体所无法承受的，为了避免大洞引舰体张力而进一步扩大，该舰航速不得不降低至18节。此后，“北卡罗来纳”号不得不返港维修长达6个月之久，也因此错过了此后的瓜岛海战。
当然，“北卡罗来纳”号被日军一枚鱼雷击中就造成如此大的破坏也并非完全是自身设计的问题。首先，美军当时对日军鱼雷破坏力的认识始终不足，事实上美军直到第二次世界大战开始后很久才通过实战认识到日本氧气鱼雷的巨大破坏力，因此在“北卡罗来纳”级设计时自然不可能以此为目标，这可以说是设计上的先天不足。另一方面，此次雷击击中的1号炮塔后方恰好是全舰TDS深度较浅的区域，这是后天巧合，两方面因素结合起来，“北卡罗来纳”级鱼雷防御系统的问题也就暴露了出来。美国官员当时就认为“这次事件表明美国在战列舰设计方面付出了巨大的代价，这主要是因为在舰体关键区域（与弹药库成正弦角度）的鱼雷防护系统近乎完全失效”。
正是吸取了“北卡罗来纳”级鱼雷防护系统的设计经验与实战效果，美国此后也认为这种三层防护结构与重量和吃水深度相同的双层结构相比没有明显优势。因此美国在此后设计的“南达科他”级、“衣阿华”级设计时又回到较为简单的双层结构。并且为了提升防护性能，这两级舰还在水下防护上进行了改进，即采用内切式装甲带，即主装甲带安装于外层防护装甲的内侧，由外侧防护装甲先行激活穿甲弹引信，增加主装甲带水下部分的防御能力，还能有效增加浮力，缓解该级舰因为主装甲带大角度内倾造成了水线面积减小。然而事实证明，没有一种设计是能够做到完美的，“南达科他”级、“衣阿华”级的这种设计仍就显得TDS纵深不足，对鱼雷的防护性能并不理想。除此之外还有另一个问题，其外侧防护装甲较薄，即便是中小口径炮弹也可以造成外侧隔舱大量进水，而此处又在主装甲带之外，没有损管排水能力，由此对战舰浮力、稳性造成影响。事实上，“南达科他”级3号舰“马萨诸塞”号（USS. Massachusetts，BB-59）发生的一起装船事故中正是这个空腔造成了极大的麻烦，美国方面时候认为，如果撞击的部位再扩大一些，该舰甚至面临沉没的风险。因此，到了美国战时设计的最后一型战列舰“蒙大拿”级时，水下防护结构又回到了更接近“北卡罗来纳”级的形式。
舰体水下防护除了保护重要的弹药库，还有就是动力设备了，我们已经知道该级舰的动力设备颇为保守的采用了低温低压涡轮机，因此对其航速造成了影响，那么其动力舱具体是如何布置的呢？
“北卡罗来纳”级虽然动力设备本身不甚理想，但其动力舱布局则很有特色，通过横向隔板将整个动力舱分为了5个大舱，第一个大舱为发电机舱，布置了两台蒸发器、两台柴油发电机，之后的每一个舱室均成对安放两台锅炉和一台轮机，另外两台柴油发电机则安放在3号炮塔之后的舰尾舱室中。这样划分动力舱的好处是显而易见的，即可以在最大程度上减小舰只因为动力舱受损而遭到的动力损失，即使4个引擎舱中的一个完全被毁，也仅仅会损失四分之一的动力，而如果是遭到大威力鱼雷于两个舱室之间的命中导致两个动力舱完全瘫痪，也只会损失一半的动力，舰艇依然有凭借自身动力脱离战场与进行损管的可能。
当然，出色的动力舱布局并不能解决低温低压涡轮机本身对航速的影响，为了弥补这一问题，“北卡罗来纳”级采用了新设计的舷内推进系统。要谈“北卡罗来纳”级的舷内推进系统，就不得不先说说该级舰的舰型。“北卡罗来纳”级与美国此前建造的战列舰不同，其采用的是纵向构架而非原来的横向，在此基础上又安装了较深的横向构架。这一新型设计的结果就是导致甲板高度异常巨大，其在中心线为2.52米，在侧面为2.36米，较高的甲板高度让该级舰获得了更高的干舷与强度更高的纵梁。得益于此，“北卡罗来纳”级不仅拥有更好的适航性，更获得了相对充裕的舰内空间，得以在舰体中部采用分为四段的较高住舱。这一优势在舰体前部更为明显，因为舷弧的存在，舰体前部甲板高度更大，因此位于此处的军官住舱高度为半层甲板。当然，毕竟还是受到条约吨位限制的舰体，虽然空间比起后续的“南达科他”级相对充裕，但舱内空间仍旧无法完全满足需求，以至于一些舰员不得不住在前侧横向装甲舱壁的前部。
基于“北卡罗来纳”级独特的舰体外形，两根舷内轴杆从龙骨后部向外伸出。之所以采用这种新的舷内推进系统，时任建造维修局局长杜博斯（DuBose）将军在1937年11月的解释为采用两根舷内轴杆一方面是因为有必要在舰体后部弹药库后侧形成有效的防护能力，在这种双舷内轴杆结构下，没有任何攻击能够使四根轴杆中的两根以上停止运转，保证了该级舰战时的航行能力。另一方面则是因为这种结构可以减少舰体后部的横截面面积，从而降低航行阻力，配合拥有流线型程度更高舰尾的新式舰体外形，有助于提高推进效率，提升航速，从而弥补动力系统过于保守对航速的影响。虽然实际建成的舰体因为更多考虑防护问题，因此推进效率仅达到0.590，并没有达到杜博斯预计的0.602，但推进效率确实得到了改进。
然而作为一种新型的舷内推进系统，“北卡罗来纳”级又是首先运用这一技术的战列舰，出现问题也就是不可避免的了。事实上，在设计过程中，一些人就担心这种新式舰形加上新式舷内推进系统会导致舰体出现横向。不过当时设计人员很有信心，他们在总委员会作证时称该级舰不会出现。颇为讽刺的是，该级舰建成后在运行过程中确实没有出现横向，但却受到纵向的困扰。“振动主要是沿螺旋桨轴杆产生，并且传导至轴杆支架、变速箱甚至涡轮机”，“两船都体验过沿着其传动轴、齿轮和涡轮机传导的显著振动，这种振动对火控设备产生了不利影响”。纵向振动导致该级舰无法全速航行，加之这种新式舷内推进系统已经为当时美军其他许多战舰所借鉴，故而这个问题必须解决。最终，该级舰在1941年、1942年的几次调整中更换了几种新的螺旋桨，最终在1943年采用了减小直径的内侧3叶、外侧4叶的新螺旋桨结构，又为变速箱、涡轮机安装了支架，舰体后部的火控塔架也安装了外侧支架。最终，虽然知道退役该级舰也没能彻底解决振动问题，但总算不影响航行了。“北卡罗来纳”级战列舰最终得以能够以最大输出动力航行，“北卡罗来纳”号在1941年9月30日于关塔那摩湾进行的标准化海试中，达到了26.15节的巡航速度（排水量43166吨），“华盛顿”号在1941年12月1日离开费城时，根据为其护航的驱逐舰报告，该舰航速达到28-28.2节（排水量42100吨），而她在12月27日进行的全航速海试中，当航速在24节以下时并未出现振动，而在排水量45000吨时，该舰全速航行仍能达到27.1节的航速。虽然航速最终也没有达到设计之初所预想的30节以上，但在当时无论是独立执行任务或者与航母共同执行任务，这一航速也够用了。随着振动问题的解决，“北卡罗来纳”级双舵结构的另一项优势也显示了出来，那就是卓越的机动性。当“华盛顿”号在1942年配属英国皇家海军本土舰队时，“它能够轻而易举地实施英军航母和战列舰难以完成的机动动作，英国战舰设计人员因此受到了来自本国高层的严厉批评”。
从上文我们已经能够看到，该级舰在战时吨位已经超过了建成时的366000吨，之所以会这样，自然是各种改装导致的，而这其中很重要的两项就是舰上的防空炮与雷达。
在前文中已经提到，“北卡罗来纳”级的副炮为舰体中部每侧5座共计10座双联装127毫米/38倍径MK12型高平两用炮，该型副炮在当时列强装备的高平两用炮中堪称是性能优秀的一款，其以更轻的炮座重量，配合上数台动力澎湃的摇炮马达（俯仰10马力，回旋4马力）使“北卡罗来纳”级装备的MK28型炮座可以以15度/秒的速度进行俯仰，以25度/秒的速度进行回旋，不仅回旋速度首屈一指，其超高的俯仰角度加上回旋速度也有利于防空作战。要说不足的话，就是该型炮因为炮管长度较短，弹速低，弹道弯曲，因而对火控有较高要求，不过在美军后来装备的对空雷达的指引下，这个缺点得以被有效化解。
当然，随着二战爆发后舰队防空压力的急剧升高，仅仅依靠这一型副炮进行防空显然是不足的，因此“北卡罗来纳”级在战时不断强化着舰上的防空武备。“北卡罗来纳”级两舰最初的防空炮为4座安装在带防护炮位内的四联装28毫米机关炮（芝加哥管风琴），但该型防空炮性能不佳，因此在二战中被逐步被重量大得多的40毫米博福斯高炮一对一替换。战时两舰又添加了大量具备防爆、防护不良气候条件的炮位，因为该级两舰作战经历不同，因此换装情况也略有差异。
“北卡罗来纳”号在1942年11月遭到日军潜艇“伊19”号雷击后进行维修期间，在弹射器后侧安装了2座四联装博福斯炮位，从而使其40毫米高炮炮位达到了10座。1943年6月，这一数字进一步增加到14座，11月，“北卡罗来纳”号又在3号炮塔上方加装了第15座炮位。
相比起来，“华盛顿”号因为没有在1942年因为遭到雷击而返港维修，因此她得以在1942年秋天用2座40毫米炮位取代了露天炮塔周围的2部探照灯。此后直到1943年11月才终于用10座四联装40毫米炮位取代了之前的6座28毫米机关炮，同时在该年稍早的8月加装了第15座炮位。不过为了避免遮蔽司令塔的观测视线，该级舰始终没有在前侧背负式炮塔上方安装博福斯高炮。
除了博福斯高炮，“北卡罗来纳”级战列舰还安装了12挺自由摆动式的12.7毫米机枪，战时这些机枪同样计划一对一以20毫米机关炮取代，结果同样因为作战历程的差异而导致两舰改装过程有所不同。“北卡罗来纳”号在1942年4月安装了40门20毫米机关炮和12挺12.7毫米机枪，后来在遭鱼雷攻击大修期间拆除12.7毫米机枪并加装了6门20毫米机关炮，使其总数达到46门。虽然在1944年11月，“北卡罗来纳”级的20毫米机关炮数量都被确定为48门，但“北卡罗来纳”号又在1945年用2座炮位取代了8门20毫米机关炮，最终使其20毫米机关炮数量达到56门。1945年8月战争即将结束时，“北卡罗来纳”号除了安装了8座双联装20毫米机关炮和20座单炮炮位，可见随着防空压力的增加，规定在某种程度上是相当无力的。
“华盛顿”号在1942年4月安装了20门20毫米机关炮和12挺12.7毫米机枪，6月，两舰12.7毫米机枪数目增至28挺，但在9月“北卡罗来纳”号被确定为标准型号，“华盛顿”号则在年底拆除了5门20毫米机关炮和剩余的12.7毫米机枪，加装了2座28毫米机关炮炮位。同样因为没有经历1942年的大修，“华盛顿”号直到1943年4月才加装了29门20毫米机关炮，同时拆除一门20毫米机关炮，改为加装1座四联装20毫米机关炮。1945年，“华盛顿”号同样用2座炮位取代了8门20毫米机关炮，在“北卡罗来纳”号的20毫米机关炮数量被确定为56门时，“华盛顿”号的同型机关炮为75门。1945年8月，“华盛顿”号除了安装了8座双联装20毫米机关炮外，还分别安装了63座单炮炮位和1座四联装20毫米炮位，总体防空火力甚至超过了“北卡罗来纳”号。
除了上述两型防空武器，“北卡罗来纳”级战列舰还在舰体前部区域安装了厄利孔防空炮。又因为重型防空炮，特别是四联装博福斯高炮的安装并不容易，必须在大修时才能进行，因此该型炮的安装往往与战列舰的大修时间相重合，最典型的就是“北卡罗来纳”号的很多重要改装都发生在1942年她遭到鱼雷袭击后的大修期间。而“华盛顿”号最著名的一次大修发生在1944年3月和4月，当时她因为在2月1日夜间和“南达科他”级战列舰2号舰“印第安纳”号（USS. Indiana，BB-58）发生撞船事故而导致舰艏桥楼被撞毁，正在普盖特·桑德造船厂进行大修，而她的很多改装也正是在此期间进行的。
总的来说，“北卡罗来纳”级战列舰经过战时的不断改装，其颇为优秀的防空火力配上射控系统及日渐成熟的VT信管，其在战时为舰队防空贡献了不可或缺的力量。既然谈到了射控系统，我们就再来看看该级舰换装雷达的情况。
因为美国海军现代化战列舰都是在雷达技术成熟之前建造的，故而一开始还是安装的光学测距仪用于火控和导航。具体到“北卡罗来纳”级两舰，一开始都在3号炮塔和领航室上方安装了3.66米导航测距仪，又在司令塔上方安装了4.58米弹着观测镜/测距仪，用于上层火控室，在舰体前后侧各安装了1台MK38型指挥仪，至于长基体测距设备则安装在炮塔内。随着战争的爆发，一些设备遭到替换，两台导航测距仪被20毫米机关炮取代，弹着观测镜、主炮辅助测距仪则在1944年被MK27型微波雷达取代。除了用新设备取代旧设备，两舰还假装了许多雷达，1942年，两舰都加装了第3部MK3型火控雷达。此后的装备变动就有所不同了，除了都在前桅安装1部CXAM多空搜索雷达、2部MK3型主炮火控雷达、3部MK4型副炮火控雷达外，“北卡罗来纳”号还在舰尾安装了第4部MK型火控雷达，在前桅安装了1部SG对海搜索雷达。然而到了1944年4月，美军决定恢复“北卡罗来纳”号标准型战列舰的结构，因此又进行了一定的调整，将对空和对海搜索天线（SK和SG型）安装在前桅，将1部辅助型SG对海搜索雷达安装于主桅，用MK8型雷达控制主炮，用1部将天线安装于火控塔前侧的MK3型雷达作为主炮的辅助火控雷达，至于MK4型雷达，则被MK12和MK22型雷达取代。“华盛顿”号的雷达换装与“北卡罗来纳”号类似，但有很重要的一点不同，“北卡罗来纳”号在1944年9月进行的大修中，其舰桥顶部的网状SK型对空搜索雷达被替换为圆盘形的SK-2型对空搜索雷达，“华盛顿”号则始终没有进行这一换装，因此其舰桥顶部始终都是网状SK型对空搜索雷达，因为“北卡罗来纳”级两舰都是作为分舰队旗舰规格建成的，本身结构并无明显区别，因此后期这一雷达上的差异也成为了两舰后期一个主要的辨识点。
直到二战结束后，美国军方也没有立即放弃对两舰的改装，“北卡罗来纳”号又在主桅安装了辅助对空搜索雷达，前侧烟囱上方的整流罩内加装了1部SCR-720型搜索雷达，“华盛顿”号则在1946年3月在前侧安装了SK型和SG型雷达，并在前侧火控塔上安装了TDY型干扰器。这一系列雷达大大提高了“北卡罗来纳”级的整体性能，在“北卡罗来纳”级二战最著名的一战中，也正是雷达发挥了重要的作用，这就是“华盛顿”号参加的瓜达尔卡纳尔海战1942年11月14日-15日的第二次夜战。
二战期间
1942年11月14日午夜时分，日军舰队在近藤信竹率领下通过萨沃岛、瓜岛之间的海峡，包括炮击编队（战列舰“雾岛”，重巡洋舰“高雄”、“爱宕”，轻巡洋舰“长良”，驱逐舰“照月”、“朝云”、“雷”、“五月雨”、“初雪”、“白雪”）和扫雷编队（轻巡洋舰“川内”，驱逐舰“敷波”、“浦波”、“绫波”），美军方面则是由小威利斯·李（Willis Augustus Lee）将军率领由第64特混舰队中抽调出来的“华盛顿”号、“南达科他”号两艘战列舰和“格温”、“普雷斯顿”、“本哈姆”、“沃克”4艘驱逐舰迎敌。
因为美军方面的驱逐舰来自不同舰队，因此无论是她们自身之间还是与战列舰之间都缺乏配合方面的磨合，故而当夜开战之初，日军凭借熟练的炮术和鱼雷攻击，仅用了10分钟就击沉了驱逐舰“沃克”号和“普雷斯顿”号，“本哈姆”号被一枚鱼雷打断舰艏，“格温”号则是轮机舱被击中，燃起大火，也不得不双双退出战场。虽然跟在驱逐舰后的“华盛顿”号和“南达科他”号很快锁定并击沉了“绫波”号，但就在此时，“南达科他”号却因为轮机长违规操作拉下了总电闸而导致全舰突然失去了电力。更为意外的是，两艘战列舰在继续向萨沃岛以西航行时，为了规避前方燃烧的己方驱逐舰残骸，“华盛顿”号选择左转向西南方向，利用己方驱逐舰燃烧的残骸为掩护，没有被日军舰队发现，跟在后面的“南达科他”号则错误的向右转向，结果巨大的舰体被后方的大火所照亮，成为了日军舰队集火的目标，日军“雾岛”号一共向“南达科他”号发射了68发三式烧夷弹、22发零式通常弹、27发一式穿甲弹，所幸前两种炮弹主要是用于对岛轰击，因此“南达科他”号的上层建筑虽然被打得一片狼藉，一些重要设备损坏，基本失去了作战能力，但好在没有受到致命损伤，此外，日军重巡洋舰“高雄”号也参与了对“南达科他”号的炮击，发射了大量203毫米炮弹。幸运的“华盛顿”号则得以在此时锁定了“雾岛”号，由于身处午夜，“华盛顿”放弃了此时不便采用的光学测距，而是直接通过雷达引导炮击，在7分钟内向“雾岛”号倾泻了75枚406毫米炮弹、120枚127毫米炮弹，共有9枚406毫米炮弹、17枚127毫米炮弹命中“雾岛”号，对其造成重创，迫使其撤离并在天亮后自沉，美军则因为担心日军驱逐舰的雷击也见好就收，撤离战场。
通过这一过程我们能够清晰看到，瓜岛海战第二次海上夜战并非一次典型的战列舰之间的海战，一方面，“南达科他”号的遭遇“仅仅证明了现代化战列舰在近距离海战中会被巡洋舰和驱逐舰严重击伤，因此为战列舰不可能为上层建筑安装厚度较大的防护装甲”，这与日军“比叡”号战列舰在第一次海上夜战中遭到美军“拉菲”号驱逐舰近距离重创的遭遇可谓如出一辙。另一方面，“华盛顿”号的杰出表现也与传统海战中的炮击不同，她是直接在雷达引导下对“雾岛”号战列舰进行炮击并取得命中，“基于这种情况，瓜岛海战与其说是体现了战舰整体设计的优势，不如说是在火控（以及炮塔作战）方面取得的成功”。当然，这次海战也并非完全没有体现新式战列舰设计上的优势，加装辅助雷达和拥有重装甲保护的司令塔在这次夜战中发挥出了重要作用，对此后美国旧式战列舰的战时大修产生了重要影响。
瓜岛海战第二次夜战结束后，“华盛顿”号作为美军当时在瓜岛海域仅剩的一艘还保有作战能力战列舰继续作为小威利斯·李将军的旗舰在南太平洋作战，参加了吉尔伯特群岛、马绍尔群岛附近的战事，后来在1944年间因为和“印第安纳”号的撞船事故而返港维修。修复后的“华盛顿”号主要执行护航任务，参加了马里亚纳、帕劳、莱特湾海战，进入1945年后又参加了支援硫磺岛、冲绳岛的战斗，在日本投降前3个月，即1945年6月返回本土进行升级改造，因此错过了东京湾内的日本投降仪式。整个二战期间，“华盛顿”号一共获得了13枚战斗之星，无一人因战斗阵亡，更是创造了连续航行79天31494英里（约50684.68千米）的纪录，是一艘名副其实的武勋舰。
相对的，“北卡罗来纳”号的战功虽然不如她的姊妹舰，但也参加了瓜达尔卡纳尔岛、吉尔伯特群岛、马绍尔群岛、帕劳、菲律宾、硫磺岛、冲绳等诸多战事，一共获得15枚战斗之星，还在东京湾内见证了日本的投降。
二战之后
战后，“北卡罗来纳”级两舰都加装铺位，参加了将海外美军运送回国的“魔毯行动”，随后转入预备役封存。虽然战后美军也考虑过对两舰进行大规模改造以让其继续服役，然而高达4000万美元一艘的成本最终使得这一项目被放弃，两舰最终在1961年6月1日正式退役，“北卡罗来纳”号最终作为博物馆被保留下来，停泊于北卡罗来纳州费尔角河，开放给游客参观。“华盛顿”号则在1961年5月24日出手拆解，舰钟等物则被保留下来作为纪念，其舰钟如今就收藏在华盛顿州布雷默顿。
最后，如果要对“北卡罗来纳”级战列舰做一个评价的话，那就是承前启后，在有限的条件下发挥出了最大的效能。她们诞生于条约束缚之中，注定了只能够在有限的吨位内追求各种性能的平衡，又因为他们是美国开建的第一型新式战列舰，因此很多设计注定具有为后续型号试验的性质，最终她们也达到了这一目标。“北卡罗来纳”级的装架结构不仅启发了后续的“南达科他”级，更延续到了“蒙大拿”级的设计上，整个舰体结构也引领了美国此后设计建造的战列舰。虽然因为强调防护而牺牲了航速，但这一型战列舰在美军旧式战列舰在珍珠港遭到惨重打击的背景下，“北卡罗来纳”级及后续的“南达科他”级新式战列舰承担起了包括舰队防空，独立作战等多种任务，无论是“华盛顿”号在瓜岛海战第二次夜战中重创日军“雾岛”号战列舰，还是两舰在配合航母编队行动中编织出的强大对空火力，还是对岸轰击中掩护陆军的强大火力，都证明她们是一级能够完美胜任其职责的战列舰。虽然二战时战列舰的时代已经逐渐过去，她们主要承担的伴随航母特混编队的角色是总委员会设计之初极力反对的，但这是大时代的变化，就并非某一级具体武器所能干涉的了。
参考资料
[美] 诺曼·弗里德曼著，长弓编译：《美国战列舰设计史》，《舰载武器》编辑部。
江泓著：《决战铁底湾-六次所罗门海战》，武汉大学出版社，2016年9月。
沼风、陈叔阳译著：《就日本海军舰船1870-1945 总集篇VOL.1》，电脑报电子音像出版社，2010年4月。
[日] 海人社编著，王鹤译，陈悦监修：《日本军舰史》，青岛出版社，2016年4月。
《日本海军舰船1868-1945》，《海军防务》。
Norman Friedman, U.S. BATTLESHIPS AN ILLUSTRATED DESIGN HISTORY.
Lawrence Burr, U.S. Fast Battleships 1936-47 The North Carolina and South Dakota classes.
Norman Friedman, Naval Firepower.
沪公网安备 31011002002714 号