彼得罗巴甫洛夫斯克级战列舰

背景

1882年，俄國通過了一個20年造艦計劃，預定在20年內為波羅的海艦隊建造16艘戰艦和13艘巡洋艦。這份不切實際的造艦計劃完全無視了俄國自身經濟脆弱的事實，在執行中很快就變得有名無實。1885年，在海洋技術委員會的多次遊說下，該方案縮減到只建造9艘戰艦；儘管如此，由於資金嚴重不足、加上俄國工程實施一向拖拉的毛病，至1891年時僅僅完成了3艘（兩艘亞歷山大二世級舊式戰艦，以及一艘岸防戰艦甘古特號）。
1888年德皇威廉二世登基，隨後德國對俄政策逐漸轉向。德國的海上戰略也變得更加富有攻擊性，開始大量建造新式大型軍艦；同時基爾運河工程也在持續進行。1890年，德國數次拒絕了俄國續簽《再保險條約》的建議。俄國此前僅需面對北歐諸國的小規模海軍，但現在開始逐漸感受到來自德國的海上壓力。同年N. M. 齊哈喬夫海軍中將提議，鑑於原造艦計劃實施進度已經落後於原定時間表，為了加快進度，需要同時開工建造6艘一等戰艦、4艘二等戰艦和若干岸防戰艦，以湊齊計劃所規定的艦艇數量。為此他提出要建造一級配備厚重裝甲的一等戰艦，設計排水量1萬0500噸，最大吃水深度7.9米，航速17節（31公里每小時），航程3,750海里（6,940公里），同時擁有較佳的適航性。由於在這段時間俄國各部門正忙著來回拉鋸修改另一艘噸位較小的戰艦的方案（即偉大的西索伊號），海洋技術委員會的這份大型戰艦的方案受到的阻力比較小，進展速度反而比較順利。
新戰艦方案選擇在尼古拉一世號的基礎上進行設計。尼古拉一世號從一開始就為了遠洋航行而設計，適航性良好。1891年1月（俄歷）海軍部批准了第一份設計草案，這份方案基本上就是尼古拉一世號的放大版本，不同之處就是用上了法式筒狀主炮炮塔，另外還有4座獨立副炮炮塔。海洋技術委員會吸取了亞歷山大二世號的經驗教訓，認為僅配備炮廓的副炮在高海況下幾乎無法操作，於是仿照美國印第安納級戰艦的做法，將副炮布置在上層甲板，並且配備炮塔。由於新的副炮重量比較輕，使得全艦可以採用全通式甲板，獲得比較高的干舷。船體採用全尺寸水線裝甲帶，船體上部遵照法式設計呈一定程度的內傾，設計排水量為1萬0960噸。
這一款新戰艦如果進展順利，將會在性能上優於德國的布蘭登堡級戰艦。俄國海軍內對其很受重視，視其為未來幾年的主力艦艇，在同年1月就在御前會議上為本級爭取到了建造三艘的預算，甚至比更早立項、帶有試驗性質的偉大的西索伊號還要早上兩個月。海軍對此寄予了厚望，新的三艘戰艦均採用十八至十九世紀俄國海陸軍重要的戰役名稱作為艦名。
不過本級的具體實施方案在此後又幾經修改，甚至到了1893年、已經開工建造了之後，又作了大幅度的修改，使得新戰艦無論是外觀還是內部結構都已經和母型大相逕庭。在最初的設計稿中，主炮定為35倍徑12英寸炮，而副炮選擇了8英寸（203公釐）炮。1893年，俄國人引進新式的法國加奈設計，將副炮全部改為加奈式6英寸（152公釐）速射炮，主炮也更換為40倍徑型號，火炮則改為採用偉大的西索伊號用的相同型號的炮塔。新炮性能比舊型號要更好，但俄國廠商引進生產需要不少時間，由此導致了不少延誤。另外新6英寸炮比原案8英寸炮節省了一半的重量，由此省下的噸位可以再在舷側添加4門6英寸炮。
海軍部最初提出的航速指標是希望在強壓通風下達到17節（31公里每小時），不過船體模型測試的結果表明最多只能達到16節（30公里每小時）。要想達到原定指標就需要重新修改設計方案，而海軍已經不想再有耽擱，只能對航速作出了讓步。隨著各國海軍普遍裝備速射炮，新艦的上層船體也需要加強裝甲防護，為此修訂案相應縮短了水線裝甲帶的長度，兩端僅配備穹甲甲板作為防護。

概要

本級艦全長112.6米、寬21.3米、最大吃水8.6米。設計排水量10,960長噸（11,136公噸），實際建成時各艦超重400到900噸不等。艦體採用全通甲板設計，這也是俄國海軍第一批全通甲板的軍艦。部分船體採用了雙層船底。艦內分為10個水密艙段。輪機艙由一個隔艙分成左右兩部分。船體上部，即主甲板和頂層甲板之間的部分作內傾設計；相比起從水線以上就開始內傾的法式設計，本級內傾幅度要小得多。本級各艦擁有著比較高的穩心高度，達到了5.43英尺（1.66公尺），航海性能良好。艦上一般定員為26-27名軍官，605-625名水手；首艦彼得羅巴甫洛夫斯克號因為經常作為旗艦使用，乘員可達750人。
本級前兩艦共搭載14座圓形鍋爐，可以提供壓力為8.8標準大氣壓（892千帕斯卡；129磅力每平方英寸）的蒸汽。三號艦塞瓦斯托波爾號與前兩艘不同，安裝了16座鍋爐。全艦共裝備兩台垂直三段膨脹式蒸汽機，每台各推動一根推進軸。設計動力為10,600匹指示馬力（7,904千瓦特），理論航速16節（30公里每小時）。前兩艘採用的是英國進口的蒸汽機，實際功率都略超過了設計值：彼得羅巴甫洛夫斯克號海試時實際功率11,255匹指示馬力（8,393千瓦特），12小時平均航速16.38節（30.34公里每小時）；波爾塔瓦號也錄得了11,213匹指示馬力（8,362千瓦特），16.29節（30.17公里每小時）。塞瓦斯托波爾號則是用的國產引擎，儘管多了兩座鍋爐，依然只能達到9,368匹指示馬力（6,986千瓦特），15.3節（28.3公里每小時）。由於塞瓦斯托波爾號所採用的輪機形式是由海軍部指定的，因此儘管實際值顯著低於指標，海軍部也不好按合同對承建廠商罰款，最後不了了之。本級各艦可以搭載1,050長噸（1,067公噸）燃煤，10節（19公里每小時）經濟航速下續航距離3,750海里（6,940公里）。

武器

本級主炮為4門40倍徑12英寸（305公釐）炮，分別安裝在前後的兩個雙聯裝炮塔內。火炮的轉向和裝填均靠水壓驅動，不過彈藥從彈藥庫提升至炮塔內這一段是用電力驅動。設計射速90秒每發，實際發射速度只能達到設計值的一半，即大約3分鐘一發。炮塔的結構也存在問題，對於大裝藥炮彈的防護能力很差，需要重新設計進行加強。火炮最大仰角15°，左右幅度270°。每門炮備彈58發，彈重331.7公斤，初速792米/秒，最大射程1萬0980米。
副炮為12門加奈1892年式45倍徑6英寸（152公釐）速射炮，其中8門位於上層甲板，安裝在4座雙聯裝炮塔內；另4門安裝在中部舷側第二層甲板處，僅有炮位，沒有裝甲防護。有炮塔的8門火炮其轉向和炮彈運輸為電力驅動，不過火炮俯仰角調整依然需要靠人力控制。裝在炮塔內的8門炮射速大約是每分鐘2-3發，差不多是舷側4門的一半；而運輸炮彈的電機故障頻仍，經常會使得射速下降到只有每分鐘1發。這8門炮水平射界135°，最大仰角15°，最大俯角5°；舷側4門水平射界100°。每門炮備彈200發。彈重41.46公斤，初速792.5米/秒，火炮單獨測試時在仰角20°的情況下射程1萬1523米。
此外為了防備魚雷艇，艦上還有大量輕型武器，包括12門哈奇開斯47毫米3磅炮（塞瓦斯托波爾號上只有10門），遍布舷側以及上層建築；還有28門馬克沁37毫米速射炮，安裝在上層建築和作戰桅盤上。
本級的魚雷武器包括6具魚雷發射管。4具15英寸（381公釐）魚雷管位於舷側水上，其中前部的兩具靠近主炮，沒有裝甲防護；位置靠後的地方另有兩具，由上層裝甲甲板提供保護。還有兩具18英寸（457公釐）魚雷管位於水下舷側，受水線裝甲帶保護，位置在前部主炮彈藥庫前。另外還可以攜帶50顆水雷。
船上還常備有兩門63.5毫米舢板炮，既可以安裝在舷側，也可以安裝在小車上以供陸戰使用。
本級都安裝了柳若爾（Liuzhol）式視距測距儀，利用敵艦垂直的兩點之間的角度來得出雙方距離；通常測量點選擇水線和主桅橫樑。艦上的炮術軍官在查問其助手得出距離後，計算出所需的仰角和提前量，然後通過蓋斯勒式電磁-機械式火控傳輸系統，將其命令傳達給各門火炮或者炮塔。

防護

在本級艦開始建造時，俄國本國鋼鐵企業尚未掌握厚鋼板的製造方法，因此俄國政府向德國和美國的鋼鐵企業進行採購；儘管如此，相關製造廠商也沒有足夠的產能同時供應3艘主力艦。因此各艦的裝甲類型都不相同：彼得羅巴甫洛夫斯克號使用的是常規的鎳鋼，塞瓦斯托波爾號採用哈維滲碳鋼，而波爾塔瓦號用上了最新式的克虜伯滲碳鋼。
彼得羅巴甫洛夫斯克號方面，輪機艙位置的水線裝甲帶最厚達16英寸（406公釐），到彈藥庫收窄到12英寸（305公釐）。裝甲帶的底部厚度減少到8英寸（203公釐）。後兩艘的裝甲最厚為14.5英寸（368公釐），彈藥庫位置為10英寸（254公釐），底部則是7.25英寸（184公釐）。水線裝甲帶長73米，高2.3米，上層的36英寸（914公釐）應該在水線以上。水線裝甲帶兩端的隔艙壁厚9英寸（229公釐），隔艙壁以外的部分沒有裝甲防護。水線裝甲帶上方為5英寸（127公釐）厚的裝甲板帶，長度為兩座主炮炮塔的距離，高度為7.5英尺（2,286公釐）。上層裝甲帶的兩端由厚5英寸（127公釐）的傾斜裝甲板封閉起來，這層傾斜裝甲下接水線裝甲帶的前後隔艙壁，上接炮塔外筒壁。
炮塔方面，波爾塔瓦號用的是克虜伯鋼，另兩艘用的是鎳鋼。主炮炮塔側壁和下方外筒壁厚度為10英寸（254公釐），頂蓋厚2英寸（51公釐）。副炮炮塔側壁5英寸（127公釐），頂蓋1英寸（25公釐）；艦體中部的4門副炮沒有裝甲防護。司令塔側壁9英寸（229公釐），中央裝甲盒厚度為2英寸（51公釐）。裝甲盒保護以外的部分用穹甲甲板作為防護，水平部分2.5英寸（64公釐），傾斜部分3英寸（76公釐）。
主炮塔原本裝甲重量為446噸，設計人員經過一番修改，將重量減少到了316-328噸（不計火炮，整座炮塔本身重496噸）。但不久就有人發現這方案結構強度不夠，只能進行修改補強，最終把原本節省了的重量基本上又加了回去。即使如此，炮塔依然不是很牢靠，在和平時期都很少允許兩門火炮同時全裝藥射擊。
原本舷側的4門副炮沒有裝甲防護，日俄戰爭爆發後人們緊急為這4門炮添加了一層3英寸（76公釐）厚的炮盾。但這層額外加上的炮盾沒有得到實戰的檢驗，戰爭中自始至終沒有炮彈擊中過這一塊位置。