Броневая и противоторпедная защита
При переделке проекта линейного крейсера в авианосец броню башен, барбетов, рубок сняли, оставив только броневой пояс по ВЛ и траверзы. Пояс имел длину 161,55 м, ширину 2,9 м и толщину 178 мм, которая на нижних 1,8 м (на «Саре» 2,14 м) уменьшалась до 127 мм на нижней кромке, и лежал на бетонной подкладке и 19-мм обшивке. Для повышения сопротивления снарядам ему придали 12-градусный наклон наружу. Однако из-за уменьшения осадки авианосца по сравнению с первоначальным проектом высоту пояса признали излишне большой, и около 0,3 м его верхней части сняли. Носовая траверзная переборка пояса имела толщину от 178 до 127 мм на нижней кромке, а кормовая была единой 178-мм толщины. Главная палуба, прикрывавшая погреба и механизмы, проходила по верхней кромке пояса и переборок и состояла из двух слоев специальной стали STS (Special Treatment Steel): верхний 32 мм, нижний 19 мм. Нижний слой проходил по всей ширине корпуса, а верхний доходил только до верхней кромки противоторпедной переборки (ПТП), и ширина его вдоль корабля несколько раз ступенчато изменялась. В районе КО у переборки между КО и МО в палубе имелись решетчатые отверстия для выхода дыма и газов от котлов, прикрытые сверху 19-мм плитами.
В корме для защиты гребных электродвигателей и рулевых машин имелась еще одна броневая платформа длиной 41,5 м, проходившая на 1,4 м ниже броневой палубы. На ширине 14,5м (дальше в корму еще меньше) она была плоской, а с боков имела скосы под 45 градусов, что компенсировало отсутствие здесь бортовой брони. Нижний слой состоял из 19 мм STS, а верхний — 57 мм в плоской части и 95 мм на скосах. На кормовых 7,3 м платформа была без скосов, но под ней проходила 127-мм траверзная переборка закаленной поверхностью в нос, а в самой корме конец платформы прикрывался треугольной двухслойной плитой — 38 мм STS на 19 мм конструкционной стали.
На высоте 6 м над полетной палубой, сразу за второй башней, находилась боевая рубка, полукруглая передняя стенка которой имела толщину 57 мм STS, а остальные плоские стенки — 51 мм. От рубки до броневой палубы шла коммуникационная труба с различными кабелями, имевшая толщину стенок 51 мм STS. Стены орудийных башен имели только 19-мм противоосколочное бронирование.
Система противоторпедной защиты включала шесть вертикальных переборок из конструкционной стали толщиной 13 —19 мм, которые проходили вдоль корпуса на разной высоте и длине. Наиболее ответственные части корпуса защищались четырьмя переборками, проходившими от двойного дна до броневой палубы. Глубина ПТЗ от внешней обшивки буля до внешней переборки КО в районе миделя достигала 4,78 м. По оценкам торпеда с 182-кг зарядом тринитротолуола производила разрушения на глубину 6 м, поданная ПТЗ выдерживала такой взрыв, ограничивая разрушения на радиусе 4,73 м, то есть результат был, что называется, на грани гарантии. С учетом роста заряда торпед эта ПТЗ не могла считаться надежной, что и подтвердилось опытом войны. Фактически эти корабли, как и другие авианосцы, при попадании торпед должны были больше полагаться на развитую систему обеспечения живучести, выучку экипажа и свои большие размеры.
Оценивая защиту «Лекса» и «Сары», можно сказать, что лучше было бы затраченный на корпусную броню вес использовать на усиление ПТЗ и бронирование полетной палубы, поскольку главную опасность для них представляли не снаряды, а торпеды и бомбы. Правда, против бронирования полетной палубы американские специалисты приводили веские аргументы. При большой высоте ангара, необходимой по американским стандартам для обслуживания самолетов, броневая полетная палуба, оказываясь высоко над ватерлинией, резко снижала остойчивость. Для действовавших в океане кораблей это было неприемлемо. К тому же повреждение броневой палубы, по мнению американцев, требовало ремонта на верфи, надолго выводя авианосец из строя. Опыт войны не дал однозначного ответа. Американцам неоднократно удавалось ремонтировать прямо в море поврежденные небронированные полетные палубы в течение буквально нескольких часов или даже минут, а англичане считали, что толстая наружная горизонтальная броня спасла от гибели не один их авианосец. Тем не менее последняя военная серия американских ударных авианосцев типа «Мидуэй» получила броневые полетные палубы.
Для исправления крена и дифферента корабли имели развитую систему контрзатопления, в которую были включены все водонепроницаемые отсеки под броневой палубой. Специальные таблицы содержали информацию о размере каждого отсека, влиянии его заполнения на крен, дифферент и осадку и о разнице весов топлива, пресной котельной и соленой забортной воды. Например, теоретически затопление всех КО одного борта вызвало крен 12,5 градуса и увеличение осадки носом на 0,53 м и кормой на 0,22 м. Для облегчения работы с ними таблицы сделали шестицветными. Цвет показывал принадлежность отсека к топливным, машинно-котельным, погребам и т.д., указывал, следовало ли его держать перед боем пустым или затопить. Кроме этого, существовал порядок использования топлива из тех или иных цистерн. Уникальной особенностью системы контрзатопления этих кораблей было то, что опоражнивание отсеков производилось либо перепусканием воды в соседний отсек, либо продувкой сжатым воздухом, как на субмаринах. Прямое откачивание воды насосами не производилось. Согласно диаграммам остойчивости при начальной осадке 8,45 м крен 5 градусов вызывал погружение в воду верхней кромки броневого пояса, 8 градусов — погружение верхней части буля, при 15 градусах вода доходила до нижнего ряда иллюминаторов. В ходе войны для повышения водонепроницаемости корпуса большинство иллюминаторов заделали.
