אוניות המערכה מסדרת קרוליינה הצפונית
תכנון > התכנון הסופי

הוצעו לפחות 35 תכנונים סופיים שונים. כולם ממוספרים בספרות רומיות ("I" עד "XVI-D"), חמש הראשונים הושלמו ב-15 בנובמבר 1935. הם היו הראשונים שהשתמשו במה שנקרא הפחתת משקל "על הנייר": לא ספרו משקלים מסוימים עבור מגבלת ה-35,000 טון של האמנה והם לא היו חלק ספציפי מההגדרה של תפוסה סטנדרטית. במקרה זה, למרות שעוצב חדר אחסון ל-100 פגזים לכל תותח סוללה ראשי ועוד 100 פגזים נוספים, משקלם של הפגזים לא חושב עבור המגבלה של האמנה.
התכנונים הסופיים הללו השתנו מאוד בכל דבר מלבד התפוסה והמהירויות הסטנדרטיות שלהם. רק תכנון אחד עבר את גבול ההדחק של ההסכם; כל תכנון אחר דרש 35,000 טון. רק חמישה תוכננו למהירות מרבית של מתחת ל-27 קשרים (50 קמ"ש); מתוכם, רק אחד היה נמוך מ-26.5 קשרים (49.1 קמ"ש): "VII", עם 22 קשרים (41 קמ"ש). "VII" חזר למהירות נמוכה יותר כדי להשיג יותר כוח אש (שנים עשר תותחי 14 אינץ' בצריחים משולשים) והגנה; ככזה, התכנון דרש רק 50,000 כוחות סוס ואורך של 640 רגל (200 מטרים) בלבד. רוב התוכניות האחרות קראו לאורך של 710 רגל (220 מטרים) או 725 רגל (221 מטרים), אם כי לכמה מהם היו אורכים בין 660 רגל (200 מטרים) ו-690 רגל (210 מטרים). נבדקו כמה תבניות תותחים שונות, כולל שמונה, תשעה, עשרה, אחד עשר ושנים עשר תותחי 14 אינץ'; שמונה תותחי 14 אינץ' בשני צריחים מרובעים, ואפילו תכנון אחד עם שני צריחים מרובעים של תותחי 16 אינץ'.
תכנון ספציפי אחד, "XVI", היה בעל מהירות של 27 קשרים (50 קמ"ש), אורך של 714 רגל (218 מטרים) עם שנים עשר תותחי 14 אינץ', חגורת שריון בעובי 11.2 אינץ' (284.5 מילימטרים), וסיפון בעובי 5.1–5.6 אינץ' (129.5–142.2 מילימטרים). הוא הופק ב-20 באוגוסט 1936, לשכת החימוש מצאה בו בעיות רבות. לדוגמה, בדיקות מודל הראו שבמהירויות גבוהות, גלים שנוצרו על ידי גוף האונייה ישאירו חלקים תחתונים מסוימים של האונייה חשופים על ידי מים או שריון הולם, כולל מסביב למחסני התחמושת, והלשכה סברה שפגיעות סביב חלק זה של גוף האונייה עלולים לקרות בקלות כאשר נלחמים בטווחים שבין 20,000–30,000 יארד (9.9–14.8 מיילים ימיים; 18–27 ק"מ). בעיות אחרות כללו את התכנון של ההגנה מפני פצצות שהוטלו על ידי מטוסים, שכן הלשכה חשבה שהנוסחה המשמשת לחישוב יעילותה אינה מציאותית, והחידוד של מחיצה קדמית מתחת לקו המים עלולה להחמיר את פגיעות הפגזים התת-מימיים מכיוון שהחרטום ברובו לא משוריין ולכן יכול להיחדר בקלות. הפתרונות שהוצעו לנושאים אלה היו כולם לא מעשיים: תוספת של טלאי שריון סביב המחסנים יכלה לנטרל את יעילות מערכת ההגנה נגד טורפדו של האונייה, והעמקת החגורה ליד החרטום והירכתיים תעלה את תפוסת האוניות על מגבלת ה-35,000 טון. המועצה הכללית תיעבה את התכנון הזה, ואמרה שהיא "לא... אוניית מערכה אמיתית" בשל מהירותה ובעיות השריון שלה.
כדי לטפל בבעיות אלו, הוצג סט סופי של תכנוני על ידי המדור לתכנון ראשוני באוקטובר 1936. מסומנים "XVI-B" עד "XVI-D", כולם היו שינויים בתוכנית "XVI". אלה הוסיפו תוספת של 11 רגל (3.4 מטרים) באורך עד "XVI" למהירות גדולה יותר, אך העלייה במשקל שהתקבלה גרמה לכך שניתן היה להרכיב רק אחד עשר תותחי 14 אינץ' עם חגורת שריון בעובי 10.1 אינץ' (260 מילימטרים). ניתן היה להחליף תותח אחד תמורת חגורת שריון בעובי 13.5 אינץ' (342.9 מילימטרים), וניתן היה להחליף עוד אחד ליותר מהירות ועשירית אינץ' נוספת של חגורת שריון; זה הפך לעיצוב "XVI-C". הדירקטוריון הכללי אהב מאוד את "XVI-C", כשראה בו אונייה שיש לה מספיק הגנה כדי להילחם - ולשרוד - במערך הקרב שנוצר עם אוניות הקרב המערכה יותר של ארצות הברית, תוך שהיא בעלת מספיק מהירות לפעול בכוח משומה עצמאי עם נושאת מטוסים או סיירות פושטות מסחר.
עם זאת, חבר אחד במועצת המנהלים, אדמירל ג'וזף ריבס - אחד המפתחים העיקריים של אסטרטגיית נושאות המטוסים של ארצות הברית - לא אהב את "XVI-C" מכיוון שהוא האמין שהוא לא מהיר מספיק כדי לעבוד עם נושאות המטוסים במהירות של 33 קשרים (61 קמ"ש), והוא לא היה חזק מספיק כדי להצדיק את העלות שלו. במקום זאת, הוא דגל בפיתוח של "XVI" שנדחה בעבר, תוך הוספת הגנה תת-מימית נוספת וטלאי שריון בתוך האונייה כדי להפוך את המחסנים לחסינים מפני פגיעות פגזים מעל ומתחת למים מטווח של 19,000 יארד (9.4 מיילים ימיים; 17 ק"מ) ומעבר לכך. הגבול החיצוני של אזור החיסון הוגדל מ-28,200 יארד (13.9 מיילים ימיים; 25.8 ק"מ) עד 30,000 יארד (15 מיילים ימיים; 27 ק"מ). לאחר תיקונים נוספים, ריבס הלך לסטנדלי, ראש המבצעים הימיים, שאישר את "XVI" בצורתו החדשה על רקע תקוות הדירקטוריון הכללי, שעדיין חשב שצריך לבנות את "XVI-C". התוספת היחידה של סטנדלי למאפיינים הייתה היכולת לעבור מצריחי ארבעה תותחי 14 אינץ' לצריחי שלושה תותחי 16 אינץ' (406 מילימטרים) אם הופעל "סעיף המדרגות הנעות" בהסכם הצי השני של לונדון.
עם פרמטרים אלה שנקבעו כעת, "XVI" יהפוך לבסיס של התכנון כפי שנבנתה סדרת קרוליינה הצפונית למרות תוספת הלוך ושוב על הפרטים הסופיים של התכנון. אלה כללו הגדלת שריון; משהו שמותר על ידי מציאת חיסכון נוסף במשקל על הנייר; שיפוע השריון הוגדל מ-10° ל-13°, ולבסוף נקבע ב-15°; לבסוף הסתיים ויכוח בן חודשים על מתווה מכונות ההנעה, ושינויים קלים נוספים.