Vũ khí trang bị

Dàn pháo chính

Thiết giáp hạm South Dakota phô diễn khả năng nâng độc lập các khẩu pháo chính trên cùng một tháp pháo

Những chiếc thiết giáp hạm thuộc lớp South Dakota mang một dàn pháo chính bao gồm chín khẩu hải pháo 406 mm (16 inch)/45 caliber Mark 6 trên những tháp pháo ba nòng. Hai trong số ba tháp pháo này được bố trí thành cặp bắn thượng tầng phía trước, trong khi tháp pháo thứ ba được bố trí phía sau cấu trúc thượng tầng chính. Các khẩu pháo này bắn ra loại đạn pháo xuyên thép (AP: armor-piercing) Mark 8 nặng 1.225 kg (2.700 lb) với tốc độ hai phát mỗi phút cho mỗi khẩu pháo. Chúng có thể sử dụng một liều thuốc phóng đầy đủ nặng 243 kg (535 lb), một liều thuốc phóng tiết giảm nặng 134 kg (295 lb), hay một liều thuốc phóng tiết giảm không lóe nặng 143 kg (315 lb). Nó cung cấp một lưu tốc đầu đạn lên đến 700 m/s (2.300 ft/s) cho đạn xuyên thép với liều thuốc phóng đầy đủ, trong khi liều tiết giảm cho một lưu tốc đầu đạn giảm tương ứng còn 549 m/s (1.800 ft/s). Có 130 quả đạn được dự trữ cho mỗi khẩu, tổng cộng là 1.170 đầu đạn. Tất cả các khẩu pháo trên cả ba tháp súng có thể nâng tối đa đến 45°, nhưng chỉ các tháp pháo I và III có thể hạ xuống -2°; tháp pháo II bắn thượng tầng không thể hạ thấp. Tầm bắn xa tối đa ở góc nâng 45° là 33,7 km (36.900 yard) với đạn pháo Mark 8. Các tháp pháo có thể xoay 150° về cả hai phía của trục giữa con tàu, cho phép có một góc bắn khá rộng. Các khẩu pháo có thể nâng hay hạ với tốc độ 12° mỗi giây, và các tháp pháo có thể xoay ở tốc độ 4° mỗi giây.[11]

Dàn pháo hạng hai

Khẩu đội pháo hạng hai 127 mm (5-inch)/38 caliber trên chiếc Massachusetts

Vì South Dakota được chế tạo như là soái hạm cho hạm đội, những chỗ trống để chỉ huy và kiểm soát dành cho nhiệm vụ này đã buộc phải giới hạn dàn pháo hạng hai của nó còn mười sáu khẩu 127 mm (5-inch)/38 caliber Mark 12 trên tám tháp pháo Mark 28 Mod 0 nòng đôi, bốn tháp pháo mỗi bên của cấu trúc thượng tầng. Ba chiếc còn lại được tăng lên 20 khẩu trên 10 tháp pháo, năm chiếc mỗi bên mạn tàu.[12] Những tháp pháo này nặng gần 71 tấn (156.295 lb) và có thể hạ thấp đến −15° và nâng cao đến 85°. Kiểu pháo này có thể bắn nhiều loại đạn pháo khác nhau, bao gồm đạn pháo phòng không, đạn pháo sáng và đầu đạn phốt-pho trắng (WP: white phosphorus) ở tốc độ bắn từ 15 đến 22 phát mỗi phút. Đạn pháo phòng không dài 52,7 cm (20,75 inch) và cân nặng trong khoảng 24–25 kg (54-55 lb) tùy theo biến thể. Đạn pháo sáng và đạn phốt-pho trắng nhỏ hơn đôi chút, dài 50,8 cm (20 inch); đạn pháo sáng nặng 24,7 kg (54,4 lb) và đạn WP nặng 24 kg (53 lb).[13]

Các khẩu pháo này sử dụng ba kiểu thuốc phóng khác nhau tùy theo tình huống: một liều thuốc phóng đầy đủ, một liều thuốc phóng đầy đủ không lóe, và một liều thuốc phóng tiết giảm. Liều thuốc phóng đầy đủ tiêu chuẩn cân nặng 6,9–7,0 kg (15,2–15,5 lb), liều thuốc phóng không lóe nặng hơn đôi chút ở 7,3 kg (16 lb), và liều thuốc phóng tiết giảm nhẹ hơn đáng kể, ở 1,6 kg (3,6 lb). Cả hai liều thuốc phóng đầy đủ đều cung cấp một lưu tốc đầu đạn lên đến 790 m/s (2.600 ft/s) trên những khẩu súng mới, nhưng do nòng súng tiếp tục bị bào mòn khi sử dụng, lưu tốc đầu đạn giảm đi đôi chút còn 760 m/s (2.500 ft/s). Liều thuốc phóng tiết giảm có lưu tốc giảm tương ứng còn 370 m/s (1.200 ft/s). Mỗi khẩu pháo được cung cấp 450 quả đạn, và được dự định để bắn 4.600 phát trước khi được xem là mòn đến mức phải thay thế. Ở mức nâng tối đa có hiệu quả 45° nhằm chống lại mục tiêu trên mặt biển, các khẩu pháo này có thể bắn xa đến cự ly 15.903 m (17.392 yard); và tầm cao tối đa khi chống lại mục tiêu trên không là 11.900 m (37.200 feet).[13]

Hỏa lực phòng không

Một loạt các vũ khí phòng không bên trên chiếc South Dakota

Những con tàu trong lớp South Dakota được trang bị nhiều loại vũ khí phòng không khác nhau; và số lượng của chúng cũng thay đổi theo thời gian. Thoạt tiên, chúng được thiết kế để mang mười hai súng máy 0,50 caliber và mười hai pháo 28 mm (1,1 inch). Vào tháng 3 năm 1942, khi chiếc South Dakota được hoàn tất, dàn hỏa lực phòng không được cải biến với tám súng máy 0,50 caliber, hai mươi tám pháo 28 mm (1,1 inch) và mười sáu pháo phòng không Oerlikon 20 mm. Đến tháng 9 cùng năm, số súng máy 0,50 caliber được tháo dỡ và số lượng pháo 28 mm (1,1 inch) bị giảm còn hai mươi. Thay vào đó, số lượng pháo 20 mm được giữ nguyên và bổ sung thêm 16 pháo phòng không Bofors 40 mm trên bốn tháp pháo bốn nòng.[12]

Vào tháng 2 năm 1943, số pháo 28 mm (1,1 inch) và một khẩu 20 mm được tháo dỡ, thay thế bằng 52 khẩu 40 mm, nâng tổng số lên 68. Đến tháng 12 năm 1944, dàn hỏa lực phòng không lại được nâng cấp, với 72 khẩu 20 mm và 72 khẩu Bofors 40 mm. Vào tháng 3 năm 1945, dàn hỏa lực phòng không được cải biến lần sau cùng: năm khẩu 20 mm được bổ sung và bốn khẩu 40 mm được tháo dỡ. Điều này đã cung cấp một số lượng pháo phòng không tối đa lên đến 145 khẩu. Những con tàu khác cũng lần lượt được nâng cấp theo trình tự tương tự cho dàn hỏa lực phòng không.[12]

Vỏ giáp

Đai giáp trong của lớp South Dakota được đặt nghiêng 19° so với hướng thẳng đứng, và có độ dày 310 mm (12,2 inch), và được lót thêm phía sau bằng một lớp thép tôi đặc biệt (STS: Special Treatment Steel) dày 22 mm (7/8 inch). Đai giáp nghiêng này tương đương với một đai giáp thẳng đứng dày 440 mm (17.3 inch), có khả năng chống đỡ loại đạn pháo nặng 1.016 kg (2.240 lb) bắn từ cỡ nòng pháo 406 mm (16 inch)/45 caliber trang bị trên lớp thiết giáp hạm Colorado ở khoảng cách 16,2-28,3 km (17.700-30.900 yard). Vùng miễn nhiễm chống lại cỡ đạn pháo siêu nặng 406 mm (16 inch) của chính lớp South Dakota nhỏ hơn: đai giáp chỉ có hiệu quả trong phạm vi 18,7-24,1 km (20.500-26.400 yard).[12]

Đai giáp hông được mở rộng cho đến đáy của con tàu, và vuốt nhọn dần từ độ dày 310 mm (12,2 inch) xuống còn 25 mm (1 inch) ở vị trí thấp nhất. Đặc tính này được chọn để bảo vệ chống lại sự xuyên thủng của các quả đạn pháo hạng nặng đánh trúng con tàu bên dưới mực nước. Sự bảo vệ dưới nước bao gồm bốn vách ngăn chống ngư lôi, một hế thống nhiều lớp được thiết kế để hấp thu năng lượng từ một vụ nổ dưới nước tương đương với 317,5 kg (700 lb) chất nổ TNT (1,3 GJ).[14]