Разработка проекта
Проектирование сверхдредноута ставило перед германскими инженерами непростую и ответственную задачу. Создателям конструкции «Байерна» приходилось исходить из ряда условий, наложивших отпечаток на весь дальнейший проект. В первую очередь приходилось учитывать необходимость размещения всего мощного вооружения линкора в корпусе, который размерениями и тоннажем не должен был существенно превосходить уже строившиеся дредноуты класса «Кёниг». Это требование морского командования являлось вполне объективным — совсем недавно были завершены дорогостоящие работы по углублению и расширению фарватеров и якорных стоянок, а также канала Императора Вильгельма (Кильского канала) и сохранялась надежда, что эти работы будут достаточны на протяжении следующего десятилетия.13 Во-вторых, новому линкору требовалось обеспечить не менее высокий уровень защищённости как от артиллерийского огня, так и от подводных взрывов. Приходилось обращать также особое внимание на конструкцию корпуса проектировавшихся кораблей, поскольку значительную важность представлял вопрос обеспечения необходимой прочности и устойчивости корпусных конструкций в связи с задачей восприятия резко выросших усилий от отдачи существенно более мощных орудий.
Все эти задачи были в проекте «Байерна» успешно решены. Отношение L/B (длина/ширина) спроектированного сверхдредноута соответствовало уровню его предшественника («Байерн» — 5,98, «Кёниг» — 5,92), но полнота обводов на новом линкоре была увеличена. Его коэффициент общей полноты, составлявший на «Кёниге» 0,592, возрос до 0,623 (т.е. на 5,2%). Это было вызвано тем, что на «Байерне» носовая часть стала более полной. Необходимость подобного решения обуславливалась как потребностью в объёме для носового отсека траверзных торпедных аппаратов (следствие более длинной выбрасывающей трубы для новой 600мм торпеды Н-8), так и увеличенными габаритами носового погреба боезапаса главного калибра, вмещавшем возросшие по размеру боеприпасы 15" орудий. Помимо этого, возникала необходимость перемещения центра тяжести формы ватерлинии значительно дальше в нос, чтобы скомпенсировать значительный вес от двух носовых установок 15" орудий. В итоге конструкторам «Байерна» удалось достаточно успешно справиться с задачей всемерного ограничения его размеров и водоизмещения. По сравнению с «Кёнигом» корпус нового линкора был лишь на 4,70 м длиннее и на 0,50 м шире, а по высоте борта превосходил его на 0,53 м. Приращение водоизмещения составляло 2750 т, что составляло 11% (это относилось прежде всего к более сильному артиллерийскому вооружению главного калибра). При этом уровень броневой защиты «Кёнига» был сохранен, а в некоторых её элементах даже превышен.
С технической точки зрения переход германского флота на 15" калибр артиллерии был отважным шагом, поскольку ни в самой Германии, ни где-либо за границей до сих пор не имелось столь тяжёлого морского орудия, на характеристики которого можно было бы ориентироваться при разработке. 15" двух орудийная установка имела примерно в два раза больший вес, чем предшествующая 12" башня, а отдача четырёх орудий при одновременном залпе увеличилась более чем на 2000 тм, поэтому просчёт при проектировании мог привести к непоправимым последствиям. Это предъявляло повышенные требования к методикам и тщательности выполнения расчётов по корпусу, чтобы подобные огромные усилия воспринимались надёжно и не привели к деформациям конструктивных связей корпуса, по возможности экономя при этом его вес. Задача обеспечения должной жёсткости корпуса для восприятия значительного веса 15" башен и силы отдачи при действии тяжёлых орудий была решена в проекте путём установки двух проходящих вдоль всей цитадели корабля продольных переборок. В оконечностях цитадели они, вместе с поперечными переборками, являлись несущими подбашенными конструкциями, а в средней части корпуса служили продольными разделительными переборками в системе подразделения машинно-котельной установки линкора на отсеки. Эти две продольные переборки вместе с двумя бортовыми броневыми переборками образовывали основную группу продольных связей для восприятия изгибающего момента на волне, а совместно с поперечными переборками они формировали жёсткую конструкцию, воспринимающую крутящий момент, который возникал вследствие отдачи при чередующихся залпах носовой и кормовой групп башен. Более общие детали конструкции выполнялись в соответствии со сложившейся германской практикой в части проектирования тяжёлых артиллерийских кораблей.
Стремясь, как обычно, при проектировании к всемерной экономии весов для повышения доли вооружения и защиты, разработчики «Байерна» всемерно ограничивали вес всех остальных составляющих его конструкции, в том числе и корпуса. Впоследствии известный специалист по истории кайзеровского кораблестроения Эрвин Штробуш в своей серии статей о примечательных проектах германских кораблей рубежа XIX-XX столетий критически высказался об этом решении в конструкции корпуса «Байерна», которое вызывало, по его мнению, определённые опасения в отношении допустимых напряжений основных его связей. По своему внешнему виду, который прежде всего определялся четырьмя двухорудийными башнями главного калибра, «Байерн» имел некоторое сходство с кораблями класса «Кёниг». Группа из двух башен требовала по протяжённости примерно на 5 м большое пространство («Кёниг» — 20 м, «Байерн» — 25 м), замеряемое от барбета до барбета в любой конечной точке.
«Байерн» имел плотный, под стать броненосцам-додредноутам, силуэт, и стал первым кайзеровским линкором, компоновка которого была осуществлена в соответствии с линейно-последовательной, наиболее прогрессивной в то время системой — орудийные башни двумя группами в оконечностях, с полной возможностью действия как всех орудий на борт, так и каждой группы в нос или корму, машинно-котельная установка в середине. Между группами 15" башен было достаточно места на верхней палубе для размещения восьми 150мм орудий по каждому борту. Основополагающее требование относительно оснащения каждого из этих орудий отдельным элеватором подачи боезапаса могло быть выполнено только при условии размещения погребов пятого и шестого 150мм орудий между котельными отделениями. Помимо этого, в отсеке, приходившимся на середину корабля, располагались также турбогенераторы. Дизель-генераторы были отнесены к носовому погребу 15" орудий, где ещё оставалось место. Все эти решения показывают, что только благодаря тщательному планированию внутреннего объёма корпуса удалось разместить в относительно коротком корабле вместительные артиллерийские погреба, торпедные отсеки и машинно-котельные отделения.
Определяющим для постройки кораблей был ведомственный «стандарт для проектирования» 1910г. Главным конструктором проекта стал «маринебаурат» (т.е. «советник по вопросам военно-морского строительства», или полковник гражданской службы) А.Пех.
