เรือประจัญบานชั้นเซาท์ดาโคตา (ค.ศ. 1939)

เรือประจัญบานชั้นเซาท์ดาโคตา(อังกฤษ:South Dakota-class battleship) เป็นชั้นเรือประจัญบานเร็วที่สร้างโดยกองทัพเรือสหรัฐเป็นชั้นเรือประจัญบานรุ่นที่สองที่ตั้งชื่อตามรัฐเซาท์ดาโคตามีทั้งหมด 4 ลำได้แก่เซาท์ดาโคตาอินดีแอนาแมสซาชูเซตส์และแอละแบมาเรือเหล่านี้ถูกออกแบบตามข้อกำหนดสนธิสัญญาเดียวกันกับเรือประจัญบานชั้นนอร์ทแคโรไลนาที่มีระวางขับน้ำมาตรฐาน 35,000ลองตัน(35,600ตัน) และติดตั้งปืนใหญ่ Mark 6 ขนาด 16 นิ้ว/45 คาลิเบอร์ จำนวน 9 กระบอกใน 3 ป้อมปืน แต่มีขนาดที่เล็กกว่าและได้รับการป้องกันที่ดีกว่า จุดสังเกตที่แตกต่างจากเรือชั้นก่อนคือ ปล่องไฟเดี่ยว ในขณะที่เรือชั้นนอร์ทแคโรไลนามีปล่องไฟคู่
การก่อสร้างเรือประจัญบานชั้นเซาท์ดาโคตาเริ่มขึ้นก่อนสงครามโลกครั้งที่สองไม่นาน โดยใช้งบประมาณประจำปีงบประมาณ1939 เรือทั้ง 4 ลำเริ่มประจำการตั้งแต่ช่วงฤดูร้อนปี 1942 โดยปฏิบัติภารกิจทั้งในมหาสมุทรแอตแลนติก เพื่อเตรียมสกัดเรือรบขนาดใหญ่ของเยอรมัน และในมหาสมุทรแปซิฟิก โดยทำหน้าที่เป็นส่วนหนึ่งของกองเรือบรรทุกเครื่องบินเร็ว และภารกิจโจมตีชายฝั่ง เรือทั้ง 4 ลำถูกปลดประจำการไม่นานหลังจบสงคราม เซาท์ดาโคตาและอินดีแอนาถูกนำไปแยกชิ้นส่วนในช่วงปี 1960 ส่วนแมสซาชูเซตส์และแอละแบมาได้รับการอนุรักษ์ไว้เป็นพิพิธภัณฑ์
กองทัพเรือสหรัฐอนุมัติการสร้างเรือประจัญบานชั้นนอร์ทแคโรไลนา2 ลำในโครงการงบประมาณปี 1937 ต่อมาคณะกรรมการทหารได้ประชุมกันเพื่อหารือเกี่ยวกับเรือประจัญบานอีก 2 ลำที่จะจัดสรรให้กับโครงการงบประมาณปี 1938 คณะกรรมการได้เสนอให้สร้างเรือชั้นนอร์ทแคโรไลนาอีก 2 ลำ แต่พลเรือเอกวิลเลียม เอช. สแตนด์ลีย์(William H. Standley)ผู้บัญชาการยุทธนาวีต้องการให้เรือเป็นแบบใหม่ ซึ่งหมายความว่าการก่อสร้างจะไม่สามารถเริ่มได้ภายในปี 1938 ดังนั้นเรือจึงได้รับมอบหมายให้สร้างในโครงการงบประมาณปี 1939 งานออกแบบเริ่มต้นในเดือนมีนาคม 1937 แบบร่างเรือทั้งสองลำได้รับอนุมัติอย่างเป็นทางการจากรัฐมนตรีว่าการทบวงทหารเรือในวันที่ 23 มิถุนายน 1937 ข้อมูลจำเพาะที่ชัดเจนสำหรับเรือทั้งสองลำได้รับการอนุมัติในวันที่ 4 มกราคม 1938 และได้รับคำสั่งซื้ออย่างเป็นทางการในวันที่ 4 เมษายน 1938
ด้วยสถานการณ์ระหว่างประเทศที่เลวร้ายลงทั้งในยุโรปและเอเชียสภาคองเกรสจึงอนุมัติให้สร้างเรือประจัญบานแบบใหม่เพิ่มอีก 2 ลำ รวมเป็น 4 ลำ ภายใต้พระราชบัญญัติการอนุมัติเงินขาดดุล(Deficiency Authorization Act) ลงวันที่ 25 มิถุนายน 1938 แม้ว่ากองทัพเรือสหรัฐจะใช้ "ข้อกำหนดบันไดเลื่อน" (escalator clause) ในสนธิสัญญานาวิกลอนดอนครั้งที่สองเพื่อเริ่มดำเนินการสร้างเรือประจัญบานชั้นไอโอวาซึ่งเป็นรุ่นต่อมา แต่สภาคองเกรสอนุมัติให้สร้างเฉพาะเรือประจัญบานขนาด 35,000 ตันเท่านั้น
เรือประจัญบานชั้นเซาท์ดาโคตาถูกออกแบบมาเพื่อแก้ไขจุดบกพร่องหลายประการที่พบในเรือชั้นนอร์ทแคโรไลนา ดังนี้ ระบบป้องกันใต้น้ำที่ไม่เพียงพอ เครื่องยนต์กังหันที่ล้าสมัย และมีพื้นที่ไม่เพียงพอที่จะทำหน้าที่เป็นเรือธงเรือลำแรกของชั้นใหม่จึงถูกออกแบบให้มีชั้นดาดฟ้าพิเศษบนหอบังคับการเพื่อจุดประสงค์นี้ แม้ว่าพื้นที่และน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นจากการนี้จะทำให้ต้องตัดปืนคู่ขนาด 5 นิ้ว จำนวน 2 ชุดออกไป
กระบวนการออกแบบเรือประจัญบานรุ่นใหม่นั้นเต็มไปด้วยการถกเถียงอย่างหนัก คณะกรรมการออกแบบได้เสนอข้อเสนอจำนวนมาก ข้อเสนอหนึ่งเรียกร้องให้สร้างเรือที่มีปืนขนาด 16 นิ้ว (406 มม.) จำนวน 9 กระบอกในป้อมปืน 3 ชุด เกราะดาดฟ้าหนา 5.9 นิ้ว (150 มม.) เพื่อป้องกันการโจมตีจากกระสุนวิถีโค้งจากระยะไกลถึง 30,000 หลา (27,000 ม.) และกำหนดความเร็วสูงสุดไว้ไม่น้อยกว่า 23นอต(43 กม./ชม.; 26 ไมล์/ชม.) อย่างไรก็ตาม ปัญหาที่สำคัญที่สุดอยู่ที่เกราะลำเรือ(belt armor) ปืนขนาด 16 นิ้วสามารถทะลุแผ่นเกราะหนา 13.5 นิ้ว (340 มม.) ซึ่งเป็นเกราะที่หนาที่สุดในเรือรบสหรัฐในขณะนั้น แม้จะอยู่ที่ระยะ 25,000 หลา (23,000 ม.) เพื่อให้เรือสามารถทนต่ออาวุธของตัวเองได้ (คุณลักษณะที่เรียกว่า "เกราะสมดุล") ความหนาของเกราะลำเรือหลักจะต้องเพิ่มเป็น 15.5 นิ้ว (390 มม.) ซึ่งจะส่งผลต่อน้ำหนักของเรือจนอาจใช้งานไม่ได้ เพื่อแก้ไขปัญหานี้ นักออกแบบจึงเสนอแนวคิดการใช้เกราะเอียง (sloped armor) ซึ่งเป็นเทคนิคการติดตั้งแผ่นเกราะทำมุมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการป้องกัน แม้ว่าแนวคิดนี้จะสามารถลดความหนาของเกราะได้ แต่การนำไปใช้กับเกราะภายนอกนั้นเป็นไปไม่ได้ เนื่องจากจะส่งผลกระทบต่อเสถียรภาพของเรืออย่างรุนแรง ดังนั้น ทางออกที่เลือกใช้คือการติดตั้งเกราะเอียงภายในลำเรือ โดยสร้างเกราะไว้ด้านหลังแผ่นเปลือกเรือที่ไม่มีเกราะ วิธีการนี้มีข้อเสียคือเพิ่มความซับซ้อนในการก่อสร้าง เพราะหากเกราะภายในได้รับความเสียหาย จะต้องตัดแผ่นเปลือกเรือภายนอกออกก่อนจึงจะสามารถซ่อมแซมเกราะได้
เพื่อลดข้อเสียของเกราะเอียง นักออกแบบจึงออกแบบให้เกราะดังกล่าวลาดเอียงออกจากกระดูกงูเรือ (keel) ไปทางด้านนอก จากนั้นจึงลาดเอียงกลับเข้าหาดาดฟ้าที่มีเกราะ ซึ่งหมายความว่า กระสุนปืนที่ยิงมาจากระยะประชิดจะกระทบกับส่วนบนของเกราะเอียงในมุมที่เอียงออก ทำให้เกราะมีประสิทธิภาพในการป้องกันสูงสุด อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพของเกราะเอียงส่วนบนจะลดลงเมื่ออยู่ไกลออกไป เนื่องจากการโจมตีแบบดิ่งจะกระทบกับเกราะในมุมที่ใกล้เคียงกับมุมฉาก ทำให้กระสุนสามารถทะลุเกราะได้ง่ายขึ้น ถึงแม้ว่าเกราะเอียงจะมีข้อเสียนี้ แต่ก็ช่วยลดพื้นที่ที่จำเป็นต้องปกคลุมด้วยดาดฟ้าที่มีเกราะ ซึ่งช่วยประหยัดน้ำหนักได้อีกด้วย น้ำหนักที่ประหยัดได้นี้ ช่วยให้สามารถออกแบบเกราะส่วนบนให้หนาขึ้น ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงต่อการถูกโจมตีจากกระสุนวิถีโค้งได้ในระดับหนึ่งเนื่องจากเกราะเอียงเป็นเกราะภายใน จึงสามารถขยายไปถึงด้านในของท้องเรือสองชั้น (double bottom) ซึ่งช่วยให้เรือมีการป้องกันใต้น้ำที่ดีกว่าเรือประจัญบานชั้นนอร์ทแคโรไลนาอย่างไรก็ตาม ในที่สุด วิศวกรก็ได้ตัดสินใจยกเลิกการใช้เกราะเอียงแบบสองชั้นที่มีความซับซ้อน เนื่องจากพบว่าเกราะเอียงแบบชั้นเดียวสามารถให้ประสิทธิภาพการป้องกันที่ใกล้เคียงกัน และยังช่วยประหยัดน้ำหนักได้หลายร้อยตัน
ขนาดของตัวเรือก็เป็นอีกหนึ่งปัญหา โดยทั่วไปตัวเรือที่ยาวกว่ามักจะมีความเร็วสูงสุดที่มากกว่าเช่นกัน แต่ก็ต้องการเกราะมากขึ้นเพื่อป้องกัน เรือลำสั้นต้องการเครื่องจักรที่มีประสิทธิภาพสูงกว่าเพื่อรักษาความเร็วสูงสุด หากต้องการให้เรือประจัญบานชั้นเซาท์ดาโคตาที่มีความยาวน้อยกว่าชั้นนอร์ทแคโรไลนารุ่นก่อน (680 ฟุต เทียบกับ 729 ฟุต ตามลำดับ) มีความเร็วสูงสุดเท่าเดิม จึงจำเป็นต้องติดตั้งเครื่องจักรที่มีประสิทธิภาพสูงกว่าที่เคยใช้ในเรือลำสั้น เบื้องต้น การออกแบบกำหนดความเร็วสูงสุดไว้ที่อย่างน้อย 22.5 นอต (41.7 กม./ชม.; 25.9 ไมล์/ชม.) ซึ่งถือว่าเพียงพอที่จะตามทันเรือรบฝ่ายตรงข้ามและหนีเรือดำน้ำที่โผล่พ้นน้ำได้ อย่างไรก็ตาม ในปลายปี 1936นักถอดรหัสสามารถถอดรหัสสัญญาณวิทยุจากกองทัพเรือญี่ปุ่น ซึ่งเผยให้เห็นว่าเรือประจัญบานนางาโตะมีความเร็วเกินกว่า 26 นอต (48 กม./ชม.)
เพื่อรับมือกับความท้าทายด้านความเร็วของเรือรบญี่ปุ่น นักออกแบบจึงกำหนดความเร็วสูงสุดที่เป็นไปได้ที่ 25.8–26.2 นอต (47.8–48.5 กม./ชม.; 29.7–30.2 ไมล์/ชม.) โดยอาศัยเครื่องจักรจากเรือชั้นนอร์ทแคโรไลนาที่ปรับขนาดให้เล็กพอที่จะติดตั้งในตัวเรือที่แคบกว่าของเรือชั้นเซาท์ดาโคตาได้ กระบวนการปรับปรุงเครื่องจักรคือ การวางหม้อไอน้ำ (boilers) ไว้เหนือเครื่องยนต์กังหัน (turbines) โดยตรง ซึ่งเป็นรูปแบบเดียวกับที่เคยใช้ในเรือลาดตระเวนประจัญบานชั้นเล็กซิงตัน(Lexington-class battlecruisers) ปี 1916 อย่างไรก็ตาม วิศวกรได้ปรับเปลี่ยนตำแหน่งของหม้อไอน้ำหลายครั้ง โดยเริ่มจากการวางสลับกับกังหัน และสุดท้ายก็วางไว้ข้างกังหันโดยตรง ระบบขับเคลื่อนทั้งหมดถูกจัดวางให้ชิดกันมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เครื่องระเหย (evaporators) และเครื่องกลั่นน้ำ (distilling equipment) ถูกติดตั้งไว้ในห้องเครื่องยนต์ การปรับปรุงนี้ช่วยเพิ่มพื้นที่ว่างด้านหลังเกราะลำเรือเพียงพอที่จะสร้างห้องวางแผนที่สอง
มาถึงตอนนี้ กระบวนการออกแบบได้กำหนดให้ตัวเรือมีความยาว 666 ฟุต (203 เมตร) ระหว่างแนวตั้งฉาก และใช้เกราะเอียงภายในแบบชั้นเดียว อย่างไรก็ตาม เพื่อป้องกันการปฏิเสธจากคณะกรรมการบริหาร นักออกแบบจึงได้เสนอทางเลือกเพิ่มเติมอีกหลายแบบ ซึ่งประกอบด้วย เรือที่ยาวกว่าและเร็วกว่า ติดตั้งปืนขนาด 14 นิ้วในป้อมปืน 3 ชุด, เรือที่ช้ากว่า ติดตั้งปืนขนาด 14 นิ้วในป้อมปืน 4 ชุด, เรือรุ่นปรับปรุงจากชั้นนอร์ทแคโรไลนา, และเรือที่มีความเร็ว 27 นอต ติดตั้งปืนขนาด 16 นิ้ว จำนวน 9 กระบอก ในรูปแบบคล้ายกับเรือชั้นนอร์ทแคโรไลนา
ประเด็นที่ถกเถียงกันอย่างดุเดือดเกี่ยวกับการออกแบบเรือประจัญบานชั้นเซาท์ดาโคตา คือ ความเร็ว ผู้บัญชาการทหารเรือสหรัฐต้องการให้เรือรบใหม่มีความเร็วไม่ต่ำกว่า 25 นอต (46 กม./ชม.; 29 ไมล์/ชม.), กองกำลังรบ (battle force) ต้องการความเร็วอย่างน้อย 27 นอต (50 กม./ชม.; 31 ไมล์/ชม.) เพื่อรักษาความสม่ำเสมอในแนวรบ, อธิการบดีวิทยาลัยการสงครามเห็นว่าเรือรบที่รวดเร็วเป็นสิ่งที่ดีที่สุด แต่กองทัพเรือจะยังคงใช้งานเรือรบรุ่นเก่าที่มีความเร็ว 21 นอต (39 กม./ชม.) ไปจนถึงทศวรรษที่ 1950 ดังนั้น ความเร็วที่สูงกว่าจึงไม่จำเป็น อย่างไรก็ตาม ความเร็วที่ต่ำกว่า 27 นอต จะทำให้เรือประจัญบานชั้นเซาท์ดาโคตาทำหน้าที่สำคัญอย่างหนึ่งไม่ได้ นั่นคือ การเป็นเรือคุ้มกันให้กับกองเรือบรรทุกเครื่องบินเร็ว(fast carrier task forces) ซึ่งกลายเป็นบทบาทสำคัญที่สุดของเรือประจัญบานในภายหลัง ในที่สุด แผนการออกแบบหลักที่ความยาว 666 ฟุต เป็นแผนเดียวที่สามารถตอบสนองความต้องการที่ระบุไว้ ทั้งด้านความเร็ว เกราะป้องกัน และปืนขนาด 16 นิ้ว จำนวน 9 กระบอกในปลายปี 1937 ข้อเสนอการออกแบบได้รับการอนุมัติ โดยกำหนดให้มีการปรับเปลี่ยนเล็กน้อยเพื่อประหยัดน้ำหนักและเพิ่มมุมยิงที่พักสำหรับลูกเรือ แม้แต่ห้องพักของนายทหารชั้นผู้ใหญ่ รวมถึงห้องอาหาร ล้วนมีขนาดเล็กลง นอกจากนี้ยังมีการตัดช่องระบายอากาศออกทั้งหมด ทำให้เรือต้องพึ่งพาการหมุนเวียนอากาศเทียมอย่างสมบูรณ์
แม้จะมีการประนีประนอม นักประวัติศาสตร์ด้านกองทัพเรือวิลเลียม การ์ซคี(William Garzke) และโรเบิร์ต ดูลิน(Robert Dulin) กล่าวในภายหลังว่า เรือประจัญบานชั้นเซาท์ดาโคตาเป็นเรือรบสนธิสัญญาที่ดีที่สุดเท่าที่เคยสร้างมานอร์แมน ฟรีดแมน(Norman Friedman) นักประวัติศาสตร์ด้านกองทัพเรือ กล่าวว่า "การออกแบบเรือประจัญบานชั้นเซาท์ดาโคตา เป็นความสำเร็จอันน่าทึ่ง ภายใต้ข้อจำกัดของสนธิสัญญาอันเข้มงวด"นอกจากนี้ การตัดสินใจขั้นสุดท้ายเกี่ยวกับความเร็วที่สูงกว่า ยังเป็นการปูทางไปสู่การพัฒนาเรือประจัญบานชั้นไอโอวาซึ่งเป็นเรือประจัญบานขนาดใหญ่ที่สุด เร็วที่สุด และเป็นรุ่นสุดท้ายของสหรัฐ ตามที่ฟรีดแมนได้เขียนไว้ว่า:
เรือประจัญบานชั้นเซาท์ดาโคตามีความยาว 666 ฟุต (203 เมตร) ที่เส้นแนวน้ำ จากหัวถึงท้ายเรือสุดมีความยาว 680 ฟุต (207.3 เมตร) และมีความกว้าง 108 ฟุต 2 นิ้ว (32.97 เมตร)ระวางขับน้ำมาตรฐานตามการออกแบบคือ 35,412 ลองตัน (35,980 ตัน) แต่เมื่อเรือเข้าประจำการในปี 1942 ก็มีการติดตั้งปืนต่อสู้อากาศยานเพิ่มเติม ส่งผลให้ระวางขับน้ำมาตรฐานเพิ่มขึ้นเป็น 37,682 ลองตัน (38,287 ตัน) ระวางขับน้ำเต็มที่เมื่อเข้าประจำการคือ 44,519 ลองตัน (45,233 ตัน) โดยมีระดับกินน้ำลึกเฉลี่ย 34 ฟุต 11.25 นิ้ว (10.6 เมตร) ที่ระวางขับน้ำดังกล่าว ระวางขับน้ำพร้อมรบตามการออกแบบอยู่ที่ 42,545 ลองตัน (43,228 ตัน) ระดับกินน้ำลึกเฉลี่ย 33 ฟุต 9.8 นิ้ว (10.3 เมตร) โดยมีความสูงจุดเปลี่ยนศูนย์เสถียร7.18 ฟุต (2.2 เมตร) การเพิ่มปืนต่อสู้อากาศยานเพิ่มเติมระหว่างการประจำการในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง ส่งผลให้ระวางขับน้ำเต็มที่เพิ่มขึ้นอย่างมากในช่วงปลายสงคราม ในปลายสงครามปี 1945 ระวางขับน้ำเต็มที่ของเซาท์ดาโคตาอยู่ที่ประมาณ 46,200 ลองตัน (46,900 ตัน) ส่วนแมสซาชูเซตส์สูงถึง 47,006 ลองตัน (47,760 ตัน) ขณะบรรทุกฉุกเฉิน
ตัวเรือของเรือประจัญบานชั้นเซาท์ดาโคตามีลักษณะเด่นคือ มีหัวเรือแบบปลายทู่ (bulbous bow) ท้องเรือสามชั้นใต้บริเวณกลางลำเรือ และกระดูกงูตั้งท้ายเรือ(skeg) ซึ่งเอกลักษณ์ของเรือประจัญบานของกองทัพเรือสหรัฐทุกลำ อย่างไรก็ตาม เรือชั้นเซาท์ดาโตตามีความแตกต่างจากเรือชั้นนอร์ทแคโรไลนา (รุ่นก่อน) และเรือชั้นไอโอวา (รุ่นหลัง) ตรงที่ติดตั้งเพลาใบจักรด้านนอกไว้ในกระดูกงูตั้งท้ายเรือ ขณะที่เรือชั้นอื่น ๆ จะติดตั้งไว้ภายในตัวเรือ ด้วยรูปทรงตัวเรือที่สั้นกว่าเล็กน้อยเมื่อเทียบกับเรือชั้นนอร์ทแคโรไลนา ส่งผลให้เรือชั้นเซาท์ดาโคตามีความคล่องตัวกว่า และปัญหาการสั่นสะเทือนลดลงอย่างมาก
เรือประจัญบานชั้นเซาท์ดาโคตาติดตั้งปืนหลัก(main battery) ขนาด 16 นิ้ว (406 มิลลิเมตร)/45 คาลิเบอร์ Mark 6 จำนวน 9 กระบอก ในป้อมปืน 3 ชุด ชุดละ 3 กระบอก ซึ่งเหมือนกับเรือชั้นนอร์ทแคโรไลนา โดย 2 ป้อมแรกวางแบบซ้อนกัน (superfiring pair) ที่หัวเรือ ส่วนป้อมที่ 3 ติดตั้งไว้ที่ท้ายเรือ หลังโครงสร้างส่วนบน(superstructure)
ปืนเหล่านี้ยิงกระสุนเจาะเกราะ(Armor Piercing shell; AP) Mark 8 ขนาด 2,700 ปอนด์ (1,200 กิโลกรัม) ด้วยอัตรา 2 นัดต่อนาทีต่อกระบอก สามารถเลือกใช้ปริมาณดินส่งกระสุน(propellant) ได้ 3 แบบ ได้แก่ เต็มพิกัด 535 ปอนด์ (243 กิโลกรัม) ลดกำลัง 295 ปอนด์ (134 กิโลกรัม) หรือลดกำลังแบบไร้แสง 315 ปอนด์ (143 กิโลกรัม) ซึ่งทำให้กระสุนมีความเร็วปลายกระบอกอยู่ที่ 2,300 ฟุตต่อวินาที (700 เมตรต่อวินาที) เมื่อใช้ดินส่งกระสุนเต็มพิกัด ในขณะที่ใช้ดินส่งกระสุนลดกำลังจะมีความเร็วปลายกระบอกที่ต่ำกว่าอยู่ที่ 1,800 ฟุตต่อวินาที (550 เมตรต่อวินาที) กระสุน 130 นัดถูกเก็บไว้สำหรับปืนแต่ละกระบอก รวมเป็น 1,170 นัด
ปืนแต่ละกระบอกในป้อมปืนทั้งสามสามารถยกขึ้นได้ถึง 45 องศา แต่เฉพาะป้อมปืนที่ 1 และ 3 เท่านั้นที่กดลงได้ถึง –2 องศา ยกเว้นป้อมปืนที่ 2 ที่อยู่ด้านบนไม่สามารถกดลงได้ สามารถยิงได้ไกลสูงสุด 36,900 หลา (33,700 เมตร) ด้วยกระสุน Mark 8 ป้อมปืนสามารถหมุนได้ 150 องศาในทั้งสองทิศทางจากเส้นกึ่งกลาง ทำให้สามารถยิงได้ในวงกว้าง ปืนสามารถยกหรือกดลงได้ด้วยความเร็ว 12 องศาต่อวินาที และป้อมปืนสามารถหมุนได้ 4 องศาต่อวินาที
ยูเอสเอส เซาท์ดาโคตา (BB-57)ได้รับการออกแบบมาให้เป็นเรือธงของกองเรือ โดยมีการติดตั้งดาดฟ้าพิเศษบนหอบังคับการเพื่อขยายพื้นที่สำหรับบัญชาการ ส่งผลให้ปืนรอง(secondary battery) ของเรือลดลงเหลือเพียง 16 กระบอก โดยเป็นปืนขนาด 5 นิ้ว (127 มิลลิเมตร)/38 คาลิเบอร์ Mark 12 ติดตั้งบนป้อมปืนคู่แบบเอนกประสงค์ (DP) Mark 28 Mod 0 จำนวน 8 ชุด จัดวาง 4 ชุดบนแต่ละข้างของโครงสร้างส่วนบน จำนวนปืนดังกล่าวถือว่าน้อยกว่าเรือในชั้นเดียวกัน2 ชุด เนื่องจากเรือลำอื่น ๆ ติดตั้งป้อมปืนคู่แบบเอนกประสงค์ 10 ชุด รวมเป็นปืนทั้งหมด 20 กระบอก จัดวาง 5 ชุดบนแต่ละข้างป้อมปืนเหล่านี้มีน้ำหนัก 156,295 ปอนด์ (70,894 กิโลกรัม) สามารถกดปืนลงได้ถึง –15 องศา และยกปืนขึ้นได้ 85 องศา สามารถยิงกระสุนหลากหลายประเภท เช่น กระสุนต่อสู้อากาศยาน (AA) กระสุนส่องแสง (illumination) และกระสุนฟอสฟอรัสขาว (WP) ด้วยอัตราการยิง15–22 นัดต่อนาที กระสุนต่อสู้อากาศยานมีความยาว 20.75 นิ้ว (52.7 เซนติเมตร) และหนัก 54–55 ปอนด์ (24–25 กิโลกรัม) ขึ้นอยู่กับรุ่น กระสุนส่องแสงและฟอสฟอรัสขาวมีขนาดที่เล็กกว่าเล็กน้อย โดยมีความยาว 20 นิ้ว (51 เซนติเมตร) กระสุนส่องแสงหนัก 54.4 ปอนด์ (24.7 กิโลกรัม) และกระสุนฟอสฟอรัสขาวหนัก 53 ปอนด์ (24 กิโลกรัม)
ปืนเหล่านี้ใช้ดินส่งกระสุน 3 แบบขึ้นอยู่กับสถานการณ์ ได้แก่ เต็มพิกัด (full charge) เต็มพิกัดแบบไร้แสง (full flashless charge) และลดกำลัง (reduced charge) แบบเต็มพิกัดหนัก 15.2–15.5 ปอนด์ (6.9–7 กิโลกรัม) แบบไร้แสงหนักกว่าเล็กน้อยที่ 16 ปอนด์ (7.3 กิโลกรัม) และแบบลดกำลังมีขนาดเล็กกว่าอย่างเห็นได้ชัดที่ 3.6 ปอนด์ (1.6 กิโลกรัม) ดินส่งกระสุนเต็มพิกัดทั้งสองแบบสามารถสร้างความเร็วปลายกระบอกได้ 2,600 ฟุต/วินาที (790 เมตร/วินาที) ในปืนใหม่ แต่เมื่อใช้งานอย่างต่อเนื่องจะทำให้ลำกล้องสึกหรอ ส่งผลให้ความเร็วปลายกระบอกลดลงเล็กน้อยเหลือ 2,500 ฟุต/วินาที (760 เมตร/วินาที)  ดินส่งแบบลดกำลังนั้นมีอัตราความเร็วปลายกระบอกที่ต่ำกว่าคือ 1,200 ฟุต/วินาที (370 เมตร/วินาที)
ปืนแต่ละกระบอกบรรจุกระสุนได้ 450 นัด และคาดว่าจะสามารถยิงได้ประมาณ 4,600 นัดก่อนที่จะสึกหรอจนต้องเปลี่ยนใหม่ ที่มุมยิง 45 องศา ซึ่งเป็นมุมที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในการโจมตีเป้าหมายภาคพื้นดิน ปืนสามารถยิงเป้าหมายได้ไกลถึง 17,392 หลา (15,903 เมตร) ความสูงสูงสุดที่สามารถยิงเครื่องบินได้คือ 37,200 ฟุต (11,300 เมตร)
เรือประจัญบานชั้นเซาท์ดาโคตาติดตั้งระบบต่อต้านอากาศยานหลายชนิด โดยมีการปรับเปลี่ยนรูปแบบตามช่วงเวลา ดังนี้ ตามการออกแบบ ติดตั้งปืนกลขนาด .50 นิ้ว (12.7 มม.) จำนวน 12 กระบอก และปืนใหญ่อัตโนมัติขนาด 1.1 นิ้ว (27.9 มม.) จำนวน 12 กระบอก ในเดือนมีนาคม 1942 เมื่อเรือเซาท์ดาโคตาสร้างเสร็จ ระบบต่อต้านอากาศยานก็ได้รับการแก้ไขเป็นปืนกลขนาด .50 นิ้ว 8 กระบอก ปืนกลขนาด 1.1 นิ้ว 28 กระบอก และปืนใหญ่อัตโนมัติ Oerlikon ขนาด 20 มม.(1 นิ้ว) 16 กระบอก 16 กระบอก ในเดือนกันยายนปีเดียวกัน ปืนกลขนาด .50 นิ้วถูกถอดออก จำนวนปืนกลขนาด 1.1 นิ้วลดลงเหลือ 20 กระบอก ปืนขนาด 20 มม. เพิ่มเป็น 16 กระบอก และมีการติดตั้งปืน Bofors ขนาด 40 มม.(1.6 นิ้ว) 16 กระบอกในฐานยึดแบบ 4 กระบอก 4 ชุด
ในเดือนกุมภาพันธ์ 1943 ปืนขนาด 1.1 นิ้ว และปืน Oerlikon 1 กระบอก ถูกแทนที่ด้วยปืน Bofors 52 กระบอก รวมเป็นทั้งหมด 68 กระบอก ต่อมาในเดือน ธันวาคม 1944 ระบบต่อต้านอากาศยานก็ได้รับการปรับปรุงอีกครั้ง โดยติดตั้งปืน Oerlikon 72 กระบอก และปืน Bofors 72 กระบอก และครั้งสุดท้ายในเดือน มีนาคม 1945 มีการเพิ่มปืน Oerlikon 5 กระบอก และถอดปืน Bofors ออก 4 กระบอก ทำให้เรือมีปืนต่อสู้อากาศยานรวม 145 กระบอก ซึ่งเป็นจำนวนสูงสุด เรืออีก 3 ลำในชั้นก็ได้รับการปรับปรุงระบบต่อต้านอากาศยานในรูปแบบที่คล้ายกัน
เรือประจัญบานชั้นเซาท์ดาโคตาใช้หม้อไอน้ำแบบสามดรัมของบริษัทBabcock & Wilcoxจำนวน 8 ตัว ผลิตแรงดันไอน้ำได้ 600 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว (4,100 กิโลปาสคาล) และอุณหภูมิ 850 องศาฟาเรนไฮต์ (454 องศาเซลเซียส) ไอน้ำนี้นำไปขับเคลื่อนกังหันไอน้ำแบบเฟือง4 เครื่อง (1 เครื่องต่อเพลาใบจักร) เซาท์ดาโคตาและแมสซาชูเซตส์ ใช้กังหันของบริษัทเจเนอรัลอิเล็กทริกส่วนอินดีแอนาและแอละแบมา ใช้กังหันของบริษัทเวสติงเฮาส์ซึ่งมีลักษณะที่เหมือนกัน
ระบบเครื่องจักรของเรือชั้นเซาท์ดาโคตานี้คล้ายกับเรือชั้นนอร์ทแคโรไลนา คือ แบ่งห้องเครื่องออกเป็น 4 ห้อง แต่ละห้องมีหม้อไอน้ำ 2 ตัวและกังหัน 1 เครื่อง เพื่อป้องกันความเสียหายต่อระบบขับเคลื่อนหลักกรณีที่เกิดน้ำท่วม นอกจากนี้ ยังไม่มีการติดตั้งผนังกั้นตามยาวในห้องเครื่อง เพื่อลดความเสี่ยงจากการเอียงและพลิกคว่ำเนื่องจากน้ำท่วมไม่เท่ากัน
เรือประจัญบานชั้นเซาท์ดาโคตามีใบจักรแบบสกรู 4 ใบ ใบละ 4 พวง โดย 2 ใบด้านนอกติดตั้งอยู่บนกระดูกงูตั้งท้ายเรือ และมีหางเสือกึ่งสมดุล 2 อัน ติดตั้งอยู่ด้านหลังใบจักรด้านใน 2 ใบ เมื่อแรกสร้าง เรือทั้งหมดติดตั้งใบพัดสี่ใบทั้งด้านในและนอก อย่างไรก็ตาม ผลการทดสอบการสั่นสะเทือนในช่วงหลังการสร้างส่งผลให้ใบจักรมีการปรับเปลี่ยนรูปแบบตลอดช่วงสงคราม แมสซาชูเซตส์และแอละแบมามีใบจักร 5 พวงด้านนอก และ 4 พวงด้านใน ส่วนอินดีแอนามีใบจักร 3 พวงด้านในเครื่องยนต์ของเรือประจัญบานชั้นเซาท์ดาโคตามีกำลังขับ 130,000 แรงม้า (97,000 กิโลวัตต์) ในภาวะปกติ แต่สามารถเร่งเครื่องได้สูงสุดถึง 135,000 แรงม้า (101,000 กิโลวัตต์) ซึ่งทำให้เรือสามารถแล่นด้วยความเร็วสูงสุดตามการออกแบบที่ 27.5 นอต (50.9 กิโลเมตรต่อชั่วโมง; 31.6 ไมล์ต่อชั่วโมง)
ระวางขับน้ำของเรือประจัญบานชั้นเซาท์ดาโคตาเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องตลอดช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง สาเหตุหลักมาจากการติดตั้งปืนต่อสู้อากาศยานเพิ่มเติม และการบรรทุกน้ำมันเชื้อเพลิงมากขึ้นเพื่อเติมให้เรือบรรทุกเครื่องบินและเรือพิฆาตขนาดเล็ก ตัวอย่างเช่น ในปี 1945ยูเอสเอส แอละแบมา (BB-60)มีระวางขับน้ำ 42,740 ลองตัน (43,430 ตัน) สามารถทำความเร็วได้ 27.08 นอต (50.2 กิโลเมตรต่อชั่วโมง; 31.2 ไมล์ต่อชั่วโมง) ด้วยกำลังเครื่องยนต์ 133,070 แรงม้า (99,230 กิโลวัตต์) นอกจากนี้ เรือยังบรรทุกน้ำมันเชื้อเพลิงได้ประมาณ 6,600 ลองตัน (6,700 ตัน) ซึ่งเพียงพอสำหรับการเดินทางไกล 15,000 ไมล์ทะเล (28,000 กิโลเมตร; 17,000 ไมล์) ด้วยความเร็ว 15 นอต (28 กิโลเมตรต่อชั่วโมง; 17 ไมล์ต่อชั่วโมง)
เรือประจัญบานชั้นเซาท์ดาโคตาแต่ละลำติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันไอน้ำ(ship service turbogenerators; SSTG) จำนวน 7 เครื่อง แต่ละเครื่องมีกำลังไฟฟ้า 1,000 กิโลวัตต์ นอกจากนี้ ยังติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลฉุกเฉิน(emergency diesel generators) อีก 2 เครื่อง ซึ่งแต่ละเครื่องมีกำลังไฟฟ้า 200 กิโลวัตต์