Бронирование и конструктивная защита
Линейные корабли типа «Ямато» имели более мощное бронирование, чем все другие линкоры за всю историю кораблестроения, однако при этом следует отметить, что, за исключением румпельных отделений и палубной брони в оконечностях, броневая защита ограничивалась цитаделью, занимавшей всего 54% от длины корабля по ватерлинии. С целью повышения защитных свойств при попадании снарядов с больших дистанций (при больших углах падения) бортовая броня располагалась с развалом под углом 20°.
Главный броневой пояс (сталь марки ВЗ) имел толщину 410 мм, ширину 5500 мм (из них 3000 мм выше ватерлинии) и доходил до уровня главной палубы, а в районе носовых башен главного калибра поднимался несколько выше. Броня типа В3 применялась только на линейных кораблях типа «Ямато» и только для плит толщиной свыше 280 мм. К моменту постройки этих кораблей японцы еще не разработали удовлетворительного способа насыщения углеродом поверхностного слоя броневых плит (цементации), так что броня типа В3 имела достаточно высокое содержание углерода и поэтому оказалась излишне хрупкой. Очень интересной особенностью схемы защиты можно считать наличие подводного броневого пояса, начинающегося у нижней кромки главного пояса и служившего одновременно противоторпедной переборкой. Этот пояс в районе машинно-котельных отделений имел толщину 200 мм, уменьшающуюся у днища до 75 мм, а в районе башен главного калибра увеличивающуюся до 175 и 270 мм. Идея установки мощного пояса бортовой брони в подводной части, предназначавшегося для защиты от бронебойных снарядов при близких промахах, когда снаряд уходил под воду и попадал в борт корабля ниже ватерлинии, зародилась в Японии еще в 1923 г.
Этой идеей не воспользовалась ни одна из стран, вероятно, из-за большой секретности работ в Японии. В целом бортовое бронирование рассчитывалось на защиту при попадании 460-мм снаряда на дистанции 20—30 тыс. м.
Нижняя часть сильно наклоненных к оконечностям (под углом 30° к вертикали)
необычайно ломанных по форме траверзов имела толщину 270 мм (такую же, как и подводный броневой пояс), а их верхняя часть выполнялась из броневых плит толщиной 300 мм. За траверзами установили по одной (также наклоненной) противоосколочной переборке толщиной 16 мм.
Наиболее мощно была защищена боевая рубка. Толщина ее стенок составляла 500 мм, крыши — 200 мм, пола — 75 мм, а идущая к ней от главной палубы цилиндрическая шахта имела толщину стенок 300 мм. Главный пост управления огнем защищался 150-мм плитами. Этим и ограничивалось бронирование носовой части надстройки. Отказ от полного ее бронирования привел впоследствии к очень большим потерям личного состава от взрывов бомб и огня крупнокалиберных пулеметов американских самолетов, атаковавших «Ямато» в его последнем походе.
Главная броневая палуба располагалась не у нижней кромки главного пояса бортовой брони, как это было принято ранее, а у верхней кромки этого пояса, и имела скос у бортов под углом 7°. Такой «подъем» броневой палубы позволил разместить главные двигатели и котлы, имевшие значительную высоту, а также уменьшить площадь главного пояса, который не доходил до уровня броневой палубы. Такой же «подъем» палубы находился перед барбетом второй башни главного калибра. Позади барбета наклон шел под более крутым углом, и поэтому здесь толщину плит увеличили до 320 мм. Горизонтальная часть главной броневой палубы имела толщину 200 мм, а ее наклонные участки — 230 мм. Это считалось достаточным для противодействия 1000-кг бронебойной авиационной бомбе, сброшенной с высоты 3500 м. Жизненно важные части корабля имели дополнительное бронирование из плит толщиной 35—50 мм.
По всей длине цитадели под главной палубой на расстоянии 700 мм находилась противоосколочная палуба толщиной 10 мм. Этот дополнительный настил предназначался только для защиты от осколков, которые могли образоваться от крепежных болтов и заклепочных головок, если бы в броневую палубу попала бомба или снаряд.
Толщина брони главной палубы в районе дымоходов (участок размером 14x15 м) была увеличена до 380 мм и для прохода газов имела не колосники, как обычно, а перфорацию диаметром 180 мм с общей площадью отверстий 45% от площади плиты. Такая защита эквивалентна примерно 152-мм броневой плите, что меньше толщины окружающей дымоходы палубы, поэтому находящаяся над дымоходами носовая часть наклоненной в корму трубы покрывалась броней толщиной 50 мм, защищающей как щитом это слабое место. С кормы роль такого же щита выполняла массивная кормовая башенноподобная надстройка. Эти меры позволили значительно снизить массу защиты дымоходов.
Какая-либо броневая преграда выше главной палубы отсутствовала. Исключение составляли небольшие броневые настилы толщиной 50 мм в средней части и 35 мм у бортов, прикрывавшие броневые траверзы.
Толщина фронтальных плит барбетов башен главного калибра равнялась 560 мм, а бортовых — 410 мм, что теоретически позволяло противостоять разрушительной кинетической энергии 1460-кг снаряда, ударившегося о барбет со скоростью около 500 м/с.
Главное румпельное отделение бронировалось следующим образом: бортовые плиты — 360 мм, кормовая — 350 мм, верхняя — 200 мм, палуба — 25 мм. Расположенное ниже и немного в нос вспомогательное румпельное отделение имело несколько более слабую броневую защиту: бортовые части — 300 мм, кормовая часть (частично прикрываемая главным румпельным отделением) — 250 мм. Горизонтальная защита — те же 200 мм, а толщина палубы уменьшена до 20 мм. Крыша и торцевые стенки аварийного рулевого поста, размещавшегося над главным румпельным отделением, имели бронирование толщиной 200 мм.
Днища артиллерийских погребов прикрывались броней толщиной 50—80 мм. Такое своеобразное тройное дно увеличивало защиту погребов от взрыва мины или торпеды.
К числу технических новинок относились: изготовление броневых плит максимально возможного размера и использование нового технологического процесса, позволявшего довести глубину цементации до 140 мм при весьма незначительных расходах. Теоретически сопротивление действию снаряда различных частей броневой плиты не одинаково. Оно меньше у краев, и поэтому чем больше размер плиты, тем выше ее сопротивление. На линейных кораблях типа «Ямато» бортовые бронеплиты имели размеры 5,9x3,6 м и весили по 68,5 т каждая. Общая же масса брони достигала 33,1% от стандартного водоизмещения.
Противоторпедная конструктивная защита соответствовала классической схеме: камера расширения, камера поглощения и фильтрационная камера. Первые две камеры образовывали бортовые були с двойной обшивкой, идущие от ватерлинии до днища. Продолжением главного броневого пояса являлась броневая переборка толщиной 50— 270 мм, установленная под углом 14—25°. За ней в районе башен главного калибра находилась продольная переборка толщиной 14 мм, а в районе машинно-котельных отделений (МКО) — еще одна продольная переборка толщиной 16мм. Общая глубина противоторпедной защиты на уровне 3 м ниже ватерлинии составляла 5 м.
Дополнительной мерой для повышения непотопляемости являлась установка по всей длине цитадели продольной переборки, отстоящей от диаметральной плоскости на расстоянии 8 м, а также устройство двойной продольной переборки в районе МКО. Все переборки, расположенные за броневым поясом, шли от днища до главной палубы.
Принятая система противоторпедной защиты проектировалась для противодействия заряду тротила массой 400 кг на основе испытаний, проведенных во время модернизации линейного корабля «Нагато». При этом использовались натурные кессоны и модели в масштабе 1:3 и 1:5, поскольку узлы и соединения трудно было воспроизвести на меньших моделях.
Сохранению плавучести в случае получения в бою повреждений способствовало увеличение количества водонепроницаемых отсеков. Корпус корабля разделялся на 24 главных водонепроницаемых отсека; при этом почти все главные поперечные переборки доходили до верхней палубы. Всего корабли типа «Ямато» имели 1147 отсеков, из которых 1065 находилось ниже главной броневой палубы.
Система контрзатопления и осушения корабля проектировалась исходя из следующих требований: крен и дифферент (в пределах 4° и 2,3 м), возникающий при попадании первой торпеды, должны выравниваться в течение 5 мин с момента начала борьбы за живучесть; крен и дифферент при попадании второй торпеды берется под контроль в пределах 12 мин.
По проекту крен в 9,8° выравнивался контрзатоплением отсеков противоположного поврежденному борта, еще в 4,5° — с помощью перекачки топлива, однако, можно предположить, что линейные корабли типа «Ямато» можно было поставить на ровный киль такими способами даже при крене в 18,3°.
Почти по всей длине корпуса (кроме МКО) корабли типа «Ямато» имели тройное дно; в районе МКО — двойное.