北安普敦級重型巡洋艦

動力布局與彭薩科拉級一致，依舊是鍋爐艙和主機艙交錯布置，但鍋爐艙的布局進行了調整。早在1926年2月中旬，總委員會的威利少將就要求海軍建造和修理局（C&R）研究雙重隔壁應用的可能性。隨後，這種隔壁便用在了北安普敦級上。另外，該級還增加一道橫向隔壁，將彭薩科拉級的2個大型鍋爐艙劃分成4個小型鍋爐艙，使得動力艙的布置從前往後依次為鍋爐艙一鍋爐艙一主機艙一鍋爐艙一鍋爐艙一主機艙。這樣的設計加強了水下部分遭到攻擊後的生存能力，但是鍋爐艙也岡此變短而不得不將有的設備移到動力艙外部。

該級的火控系統與彭薩科拉級不同。彭薩科拉級採用完全分散的火控系統，每個系統內有測距員，測繪室位於頂部。這樣雖然可以避免被一發命中彈癱瘓整個系統，但是其配電系統仍是集中布置的，所以分散的效果實際二達不到。本級的設計採用每側雙份系統，僅有測繪室被破壞才能失效，而測繪室布置於艦體之內，且有裝甲防護。

該級設計的一個重大特色是，採用鋪位而不是吊床。這在美國海軍的軍艦上是第一次正式使用鋪位。當時反對的理由很多，認為鋪位侵占娛樂、集合的空間，也會占用用餐空間。此外，第2層甲板上的鋪位還會受到炮彈破片損害。有人提出20%人員睡吊床的折中方案，但這個方案最後被否定。解決的辦法是將用於閱讀和娛樂的艙室空間同時用於進餐，餐桌採用摺疊式，用時鋪開，這樣可以最大程度地利用艙室空間，並起到一室兩用的作用。

防護設計

北安普敦級的防護設計很值得一說。在最初設計方案中，該級有1060噸用於防禦，這與「鹽湖城」號的1090噸基本一致。到1927年3月，C&R提交的設計方案又通過各種減重措施，使裝甲可用重量達1275噸。另一方面，通過增加干舷、增大分艙容積、減小機艙等來改進抗沉性。但是，設計人員仍然對其防禦能力不太滿意。在C&R提交的新設計中提供了三個可選擇的方案：優先保護彈藥庫能防禦203毫米炮彈，然後是機艙；只提高彈藥庫的防護；對彈藥庫和機艙進行平衡防護。C&R認為，首先要保護保證浮力和軍艦穩定性的艙室，也就是要加強水線艙室的裝甲防護（彈藥庫、機艙、儲藏室），其次才是炮位的防護。

三個設計方案中最後一個被立即放棄，因為當時測試顯示，原先用於防禦的STS鋼無法防禦驅逐艦的101.6毫米炮彈碎片。設計人員認為，進行平衡防禦最多只能防禦驅逐艦的火炮，這是無法被接受的。很快，第一個方案也被放棄了。這是因為，根據 C&R計算，要使彈藥庫對9144～21031米距離上發射的203毫米炮彈完全「免疫」，其舷側裝甲需要達到177.8毫米，而甲板裝甲要達到50.8毫米。但是這麼厚的裝甲卻無法延伸劍機艙，除非減到88.9毫米。而這個厚度，就是10973米以上的射擊都無法抵禦，而10973米是這些軍艦的最小戰鬥距離。不過設計人員認為，通常甲板中彈的可能性超過了舷側，因此在遠距離上，側面穿透並不要緊，水線下裝甲薄實際也不重要。但是，實現這個方案需要450噸的防禦重量。解決辦法是火炮位置和彈藥供應系統無防護，可節約160噸，前彈藥庫縮小在一個緊湊的裝甲盒內，可減少75噸。但是，總委員會無法接受這樣的犧牲。

只剩下了第二個方案。但是關於具體設計，C&R和海軍裝備局發生了分歧。C&R傾向縮小彈藥庫，為了獲得最高防禦，寧可犧牲彈藥庫容積、進出的便利以及操縱設施。具體辦法是縮小前彈藥庫，使彈藥庫側面裝甲從101.6毫米提高至大約159毫米。同時，將炮塔面板從63.5毫米增加到101.6毫米，彈藥庫頂板和甲板從38.1毫米增加到約51毫米。然而裝備局卻傾向平衡防禦，不想縮小彈藥庫。這個意見得到了總委員會的支持。

他們批准了使用雙層破片防禦（38.1毫米）以及將彈藥庫頂板和甲板增加到50.8毫米。當時，僅僅增加破片防禦就使用了119噸重量。而且，前面所述的在保持型深不變的情況下增大艦寬和減少吃水，這又要求採用更寬的水線裝甲，這又需要從別的地方削減重量。當時，總委員會認為，可以增加104噸額外的重量而不影響到設計。於是，設計人員將舷側裝甲削減至1195毫米，並將前彈藥庫作了適當縮小，使水線裝甲、彈藥庫頂部甲板裝甲獲得了滿足，並使後彈藥庫裝甲從88.9毫米提高至1195.25毫米。

北安普敦級主炮為55倍口徑203毫米Mk9型主炮。該炮是美國海軍為了與日本古鷹級50倍口徑3年式200毫米炮對抗而開發的。l927年該炮首先裝備列剋星敦級航空母艦，成為列強裝備的同口徑炮中最強的。Mk9主要性能如下：口徑203.2毫米，54.7倍口徑，重30.48噸。段隔螺式炮栓，彈丸1 18千克，裝藥40.8千克，正常膛壓2680千克/平方厘米，初速853米/秒，最大射程29130米（41度）。相對於古鷹級3年式主炮發射的110千克炮彈以及26700米/40度的射程，具有壓倒性的優勢。

55倍203毫米炮派生型很多，最初採用Mk9，為鋼線5層纏繞的鋼線炮。這是當時標準的構造，但是重量過重，每門達30噸。其結構特點是尾栓向下開。日本的火炮尾栓與英國一樣，左炮向左開，右炮向右開。這樣的開放方式適合於雙聯裝火炮，但是當採用3聯裝火炮時，位於中央的火炮尾栓就無法開閉了，因此日本人的3聯裝l55毫米炮的中炮採用45度向右上的開放方式。從火炮大規模生產的角度，美國人的方式合理的多。此外，該炮最大膛壓2870千克/平方厘米，壽命745～780發。與當時列強主要的203毫米火炮相比，膛壓低，壽命長。當時日本的200毫米火炮為3130千克/平方厘米，320～400發。英國203毫米炮為3230千克/平方厘米，550發。德國203毫米炮為3200千克/平方厘米，510發。

北安普敦級使用的炮塔與之前的彭薩科拉級和後來的波特蘭級裝備同型炮塔。炮塔迴轉部分重251噸，炮座直徑6.40米，旋迴部分直徑5.77米。火炮最大仰俯速度6度/秒，最大迴旋速度3.5度/秒，發射間隔l8秒。正面裝甲面板63毫米，側面、後部19毫米，頂蓋51毫米。炮塔在防護上超過日本炮塔，但是重量也超過日本的40%。另外，該炮塔的一個重大缺陷就是3門火炮安裝在一個結構套內，因此火炮只能一起仰俯而不能分別操作。這大大影響了射速，對其威力的發揮有了.很大的限制。

副炮最初計劃在前甲板安裝37毫米機關炮和2組127毫米51倍口徑照明彈炮，不過最終因為兩種火炮設計未完成，完工時只好與彭薩科拉級一樣，副炮是4門127毫米25倍口徑高平兩用炮。全炮重9829千克。火炮仰俯角一l5度至+85度，旋轉角左右各150度。炮室容量7.06升，膛壓2630千克/平方厘米。火炮射速l5-20發，85度仰角射高8352米。每門火炮攜帶200發炮彈。動力艙採用隔壁分成2個前後區域，其舷側為雙重底延續的縱向雙重防水隔壁，增加了防禦性能。動力艙全長63.5米，全重1945噸，比彭薩科拉級重180噸。動力設備與彭薩科拉級完全一樣，輸出功率107000馬力，在此功率下，設計航速32.7節。為了減輕動力設備的熏量，因此採用高溫高壓過熱蒸汽，蒸汽壓力21.1千克/平方厘米，飽和溫度215度。8台懷特一福斯特式重油專燒鍋爐，每個鍋爐室2台，並列放置。每個機械室安裝2套帕森斯式主機。主機由高壓、低壓、巡航蒸汽輪機與一段減速齒輪裝置構成。主冷凝器位於低壓蒸汽輪機側面，倒車蒸汽輪機位於低壓蒸汽輪機內部頂端。在20節時，使用巡航蒸汽輪機，通過減速齒輪與高壓蒸汽輪機結合。超過巡航速度時，與高壓蒸汽輪機軸分離，用輔機驅動運轉，蒸汽直接進入高壓蒸汽輪機。

技術革新

北安普敦級前3艘按分隊旗艦建造，後3艘按艦隊旗艦建造，後者主要是在前甲板增加了司令部空間。6艦依次為「北安普敦」號（Northampton CA一26）、「切斯特」號（ChesterCA一27）、「路易斯維爾」號（Louisville CA一28）、「芝加哥」號（Chicago CA一29）、「休斯頓」號（Houston CA一30）和「奧古斯塔」號（AugustaCA一31）。前4艘分別在麻薩諸塞州奎岡市伯利恆集團、新澤西州卡姆登市紐約造船公司、華盛頓州普吉特海峽船廠、華盛頓州布雷默頓梅爾島海軍船廠建造，後兩艘同在紐波特紐斯造船和船塢公司建造。全部於1928年開工，1929-1930年下水，1930-1931年服役。該級完工時，標準排水量9 300噸，全長183米，寬20.1米，最大吃水7.0米。編制艦員621人。搭載燃料3 064噸，續航力10 000海里/15節。

在建造中，為了進一步減輕重量，擴大了電焊工藝的使用範圍。此外，由於增加的破片防禦使上層建築增重，於是安裝了減搖水箱。直接用前部燃油櫃改成，舭龍骨寬度從45.7厘米增加到91.4厘米。第一批減搖水箱改裝於「北安普敦」號上。水箱相瓦不接著，兩側有通海管。在1933年，除了「休斯敦」號和「切斯特」號外均安裝了這種水箱。到1936年7月，「休斯敦」號艦橋都沒有增加防護和擴大，但安裝了風擋。

北安普敦級服役後，最迫切的改進設想是增加防護。因為美國海軍認為，彭薩科拉級和北安普敦級第一批條約巡洋艦裝甲顯得過於單薄。根據1933年的一份海軍研究顯示，該級艦可防禦129.5毫米炮6 400米距離上對彈藥庫的射擊和7 315米以上距離對機艙的射擊。彈藥庫可防9 144-19 202米距離上152毫米/50倍口徑炮的射擊。雖然機艙水線裝甲可防禦1 1887米以外152毫米/50倍口徑炮的射擊，但是機艙頂部裝甲在這個距離上會被射穿。更糟糕的是，無論彈藥庫還是機艙都無法防禦203毫米/50倍口徑炮。彈藥庫頂部裝甲在19 202米處會被擊穿，機艙頂部是21 946米。l933年7月，美國艦隊總司令提出對包括北安普敦級在內的10艘巡洋艦進行現代化改進。偵察艦隊司令哈里斯·拉寧建議增加防禦使之可防152毫米/50倍口徑炮。按照他的設想，用700噸裝甲便可使北安普敦級能防禦8 230米距離上152毫米炮的射擊。其甲板和炮塔頂將增DH25.4毫米的裝甲，炮塔面板增加到139.7毫米，彈藥庫增加31.75毫米垂直防禦，動力艙裝甲帶增加25.4毫米，為副炮也提供25.4毫米裝甲，彈藥提升裝置提供31.75毫米裝甲。

同時，拉寧還第一次提出拆除魚雷發射管的建議。他認為魚雷管內裝幾百千克炸藥的戰雷頭，戰鬥中如果被一發小型炮彈引爆就將完全摧毀127毫米副炮和後部火控站，何況對於重巡洋艦來說，魚雷攻擊的價值幾乎是零。他還認為，203毫米火炮雖然射程遠，但是精度極其差。根據測試，在18 288米的距離上，100發203毫米炮彈僅能命中2～3發，可能還沒有實質性傷害；而一旦進入18 288米，152毫米火炮就可發揮作用。因此，203毫米炮不適合射擊高速移動的驅逐艦，對此有效的是127毫米炮。拉寧就此作出結論，在艦隊作戰中，重巡擊退輕巡的距離是7 315米以內，對驅逐艦平射距離為3 658米。在這些距離上，輕巡和驅逐艦的火炮可以發揮作用。他建議拆除魚雷裝備，增加彈藥數量，將127毫米炮火炮增至8門，並提高203毫米火炮的射擊精度，使之能夠以合理的彈藥消耗摧毀裝備152毫米炮的敵巡洋艦。

對於拉寧的提議，多數巡洋艦艦長們很歡迎，但「奧古斯塔」號的艦長懷疑是否值得。面對事實，海軍裝備局極不情願地承認，203毫米炮就像測試報告里說的那樣糟糕，因此雙倍彈藥是需要的。C&R沒有考慮增加203毫米炮炮彈儲存空間的問題。如要增加，彈藥庫就要延伸到艦體兩側，從而犧牲裝甲以及對重量的利用。最終，擴大彈藥庫在與增加防禦的扯皮中流產了，只有魚雷系統在1936年9月被正式拆除。

另外，副炮增加列入了計劃。早在1932年8月，海軍裝備局就已經認定203毫米炮受射速低、安裝模式（3門炮位於一個結構套內）和炮彈容量的限制（每門150發），使其完全不合適對付驅逐艦，因此建議將副炮加倍。l933年2月，總委員會、海軍作戰部、海軍部批准了增加127毫米25倍口徑副炮，使每一舷側有4門用於防禦驅逐艦。但是，由於海岸防禦也需要相同的127毫米火炮，所以實際改裝工作進展緩慢。FY40計劃安排前5艘進行安裝，FY41計劃安排最後一艘「奧古斯塔」號。增加的副炮4門安裝於後煙囪90度正橫位置，接近原先計劃安裝防空機關炮的位置。

此外，火控系統也作了調整。1933年，聯合指揮校射系統被安裝到各艦上。Mk31用於203毫米主炮， Mk28用於127毫米副炮。同時為了提高防空火力，改進還提議安裝防空指揮儀Mk19並批准安裝8挺12.7毫米高射機槍。防空指揮儀和它的分離測高儀位於2號煙囪之後的小建築頂，在主炮指揮儀附近。每台指揮儀控制一側的2門炮。儘管多數北安普敦級的測試報告對其提出批評，但是海軍裝備局仍然要求提供分離的指揮儀和測高儀。直到1938年， Mk19和一個立體測距儀的聯合裝罱出現，並安裝于飛行員室和2號煙囪之後的測高儀位置，以取代了大型測距儀。不過，其後面位置被桅杆遮擋。1940年3月，「休斯敦」號艦長傑西-B-奧登多夫上校（此人就是1944年10月指揮蘇里高海峽戰鬥的指揮官）提出，想把指揮儀移到主桅，探照燈移到煙囪後面的平台上。在戰前，只有「北安普敦」號和「奧古斯塔」號完成這樣的改裝。1940年9月，「北安普敦」號、「切斯特」號和「芝加哥」號安裝了CXAM型雷達。雷達天線設置於主桅的頂端。1941年3月，「奧古斯塔」號在前桅頂設置了雷達平台，並於次月在上面安裝了新的CXAM一1型雷達天線。在戰前，「北安普敦」號的雷達天線也進行了同樣的移動。