ヨークタウン (CV-5)
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修理完了には90日やあるいはそれ以上かかると報告されていた「ヨークタウン」であったが、応急修理なら2週間以内にできるかもしれないという報告もあり、5月17日に行われたトンガタプ島帰港後の調査で、早期戦線復帰が可能であれば最低限の修理を真珠湾で行い、戦列復帰させることが決定した。これに伴い修理に必要な物資が大至急でかき集められた。ちなみにこの時集められた物資の中には酒保で使用する冷凍機や酒も含まれていた。
27日に真珠湾に帰港すると、太平洋艦隊司令長官チェスター・W・ニミッツ大将が直接損傷状況検分を行い、応急措置を施せば戦列復帰は可能と判断、3日で修理を行うよう命令した。修理は24時間体勢の突貫工事で、作業効率を優先し民間人である修理工に兵隊を指揮監督させる方式で行われた。修理法は破損箇所に鋼板をツハギで溶接、換気不十分で艦内温度が48.9℃の蒸し風呂状態といったいささか乱暴なものであったが、オアフ島の一部を停電にして海軍工廠に電力を優先に供給するよう調整するなど全面バックアップが取られ、2日後の29日11時には穴は完全に塞ぎ終わりドックの外へ出す事が出来るまでに回復された。
ただ、乗組員の回想では修理はいい加減な間に合わせであり実際、艦各所の隔壁が破壊されていたりずれていたために水密性も大きく悪化しており、ただでさえ低い水雷防御力が更に低下していた。
同時に連戦続きで101日に渡って正規の補給無しで払底していた物資も大急ぎで補給された。ある砲術科の下士官は48時間ぶっ通しで爆弾搭載作業に当たったとの回想が残っている。一番重要な艦載機については珊瑚海海戦で消耗した第5雷撃隊（VT-5）と第5偵察隊（VS-5）は下ろされ「サラトガ」の飛行隊であった第3戦闘機隊（VF-3）、第3爆撃隊（VB-3）、第3雷撃隊（VT-3）が搭載された。残る元々の搭載機のうち第42戦闘機隊（VF-42）はVF-3に組み込まれ、第5爆撃隊（VB-5）は第5偵察隊（VS-5）と改称された。最終的に艦載機は、
戦闘機：F4Fワイルドキャット25機
爆撃機：SBDドーントレス37機
雷撃機：TBDデバステーター12機
となった。
この時戦闘機は従来のF4F-3から新たにF4F-4が搭載されたが、F4F-4を整備した事がある整備士も整備マニュアルもなく整備は難航を極め、出航後も突貫で整備された。またパイロットも照準器の調整が必要、機銃を2門追加した事による運動性低下に対する完熟飛行は無し、都合3空母のパイロットの寄せ集めで1つの部隊としての訓練も無しという状態であった。
ミッドウェー海戦において「ヨークタウン」は、当初フレッチャー少将の指示により後方で艦隊直掩と索敵を担当することとなっていた。しかしレイモンド・A・スプルーアンス少将率いる第16任務部隊が発見した日本空母艦隊へ攻撃隊を発艦させた際、フレッチャー少将は新たな敵艦隊が居なかったことからヨークタウンも攻撃に加わることを決めた。
ヨークタウン攻撃隊
第三戦闘機隊：F4Fワイルドキャット6機＝指揮官：ジョン・S・サッチ少佐
第三爆撃機隊：SBDドーントレス17機＝指揮官：マックスウェル・レスリー少佐
第三雷撃機隊：TBDデバステーター12機＝指揮官：ランス・マッセイ少佐
フレッチャー少将は当初第二波も出撃させる予定であったが、珊瑚海海戦にて索敵ミスから日本空母艦隊ではなく離れていた小型空母の祥鳳に攻撃を集中させてしまった失敗を踏まえ、更に敵艦隊の詳細が分かるまで待機させた。
攻撃に向かう際、レスリー少佐機含む爆撃機隊4機が整備時の配線ミスで爆弾を誤投棄してしまうアクシデントがあったが、そのまま日本艦隊へと向かった。発艦時にペダーソン飛行長が行った航行指示が功を奏し、ヨークタウン攻撃隊は全部隊がまとまって日本艦隊に辿り着き、攻撃を行うことができた。42機にも及ぶ零戦の直援隊による攻撃を受け、雷撃機隊はマッセイ少佐含む10機が撃墜される大損害をうけたものの、サッチ少佐率いる戦闘機隊は後にサッチウィーブと呼ばれる編隊空戦術を行い1機被撃墜に対して5機撃墜という戦果を上げた。そしてレスリー少佐率いる爆撃機隊は、攻撃を受けて緊急支援要請を出したマッセイ少佐らの攻撃機を援護するため前方に見える空母「蒼龍」を攻撃。爆弾3発を命中させ、後に沈没させる成果を上げた。なおこの時レスリー少佐は前述のアクシデントにより爆弾を誤投棄してしまっていたが、僚機の援護のために部隊の先頭に立ち、機銃掃射をもって突撃したという。この時同時に攻撃を行ったエンタープライズ爆撃機隊の攻撃により、空母「赤城」「加賀」も後に沈没する事となった。
だが、この後「ヨークタウン」は残る「飛龍」の反撃を一身に受けた。飛龍攻撃隊の接近に伴い「ヨークタウン」では対空戦闘準備が行われていたし速力は30.5ノット (56.5 km/h) を発揮していたという。まず第1次攻撃隊として小林道雄大尉率いる18機の九九式艦上爆撃機の攻撃が行われ、直掩機の迎撃により10機が撃墜され、対空砲火の迎撃により2機が投弾前に撃墜された。「ヨークタウン」では5インチ砲から1.1インチ機銃、20ミリ機銃、12.7ミリ機銃、7.62ミリ機銃、挙げ句の果てにはスプリングフィールド小銃までもが日本軍機を迎撃したが、残る6機の爆撃を受け3発が直撃した。これにより「ヨークタウン」は炎上し、第1ボイラー室を除いて全ての動力を喪失、航行不能に陥った。しかし迅速な応急修理もあって被弾から約25分後には艦載機の発着艦が可能となり、更に1時間後の13時50分には第4から第6ボイラーの復旧に成功した。しかし、被弾による影響によりレーダーと無線は使用不可能になっており、フレッチャー少将は12時34分に旗艦を重巡洋艦「アストリア」へ変更すること決意し、移乗した。
応急修理完了から約40分後の、「ヨークタウン」は「飛龍」からの第2次攻撃隊として森茂大尉率いる6機の零戦に護衛された、友永丈市大尉率いる九七式艦上攻撃機10機の雷撃を受ける。「ヨークタウン」は最大速力で20.5ノット (38.0 km/h) しか出なかったが、友永大尉ら第一中隊5機中4機が放った魚雷をすべて回避した。だが次席指揮官の橋本敏男大尉率いる第二中隊率いる5機中4機が放った魚雷の内2本が左舷に直撃し、再び航行不能に陥った。この際、橋本は友永機が「ヨークタウン」艦橋に体当たりしたと証言しているが、アメリカ側では被弾し海面に突入したとされている。
この被雷により全てのボイラーが停止、短時間のうちに26度まで傾斜し、転覆の危険もあった。この状況で動力を復帰させるためには浸水を止め、燃料を右舷に移し、傾斜を回復させることが必要だった。だが大型発電機と配電盤の損傷により艦内に電力供給ができず、応急作業は不可能な状態であった。バックマスター艦長は艦は助からないと考え、14時58分に総員退艦を下した。
「ヨークタウン」は日本軍による鹵獲を警戒して雷撃処分のための駆逐艦「ヒューズ」と共に取り残された。だが「ヨークタウン」のバックマスター艦長は諦めておらず、重巡「アストリア」に救助隊を集結させていた。「ヨークタウン」は修理不足により水密性が悪化した状況でありながら沈没せず、6日午前4時40分、総員退艦から38時間後に駆逐艦「ハムマン (USS Hammann, DD-412)」が「ヨークタウン」に横付けした。バックマスター艦長以下救助隊は「ハムマン」から「ヨークタウン」に移乗し、左舷5インチ砲架の切断投棄、艦載機の残骸の投棄等の作業を開始した。
だが日本海軍も動いており、連絡を受けて遅れて戦場に入った田辺弥八少佐指揮下の日本潜水艦「伊168」によって「ヨークタウン」は現地時間6月7日5時半に発見された。「ヨークタウン」は3ノット (5.6 km/h) で曳航されながら駆逐艦「ハムマン」が横付けして復旧作業の最中であり、傾斜が22度まで回復していた。厳重な警戒態勢であったが、「伊168」はその場で360度旋回をしたり、「ヨークタウン」や駆逐艦の真下を通過するなどして距離を計り、発見から8時間後の13時に4本の八九式魚雷が発射された。これを発見した「ハムマン」は即座に機銃で魚雷の迎撃を図り、「ヨークタウン」からの離脱を行いつつ、爆雷を起爆状態にセットし、対潜戦闘に移ろうとした。だが、「ヨークタウン」には2本の魚雷が右舷に命中。「ハムマン」も「ヨークタウン」から離脱するだけの時間はなく、魚雷1本が命中して轟沈した。魚雷の被害に加え、「ハムマン」轟沈時のボイラー爆発、および「ハムマン」の搭載する爆雷の水中爆発の衝撃が「ヨークタウン」を襲い、右舷喫水線下の損害が更に拡大した。皮肉にも右舷への浸水で傾斜角が17度まで回復した。尤も、既に浸水量が浮力を超え、船体は沈みつつあった。バックマスター艦長はそれでもなお艦を救おうと夜通しで修理をする志願者を募ったが、艦の状態は悪化し復旧作業は断念され、2度目の総員退艦が行われた。
護衛の駆逐艦からの反撃は熾烈を極め、「伊168」も大きな損傷を受けたが現場からの退避に成功した。「ヨークタウン」はさらなる大浸水にもかかわらず、翌日5時頃まで艦を保ち続けたが、左舷から転覆し沈没した。なお、沈没に長時間を要したため戦死者数は58名と極めて少数に留まった。「ヨークタウン」は第二次世界大戦の戦功で3つの従軍星章を受章した。
「伊168」はその後の戦闘によって撃沈されたが、田辺艦長は他の潜水艦に転属となっていたため終戦まで生き延びた。戦後GHQから「ヨークタウン」への攻撃について執拗な調査があり、その慎重かつ大胆な攻撃方法に調査を担当した米兵も驚いたとされている。
1998年5月19日に、海底に眠る「ヨークタウン」の船体が確認、撮影された。船尾から海底に衝突したために、最後部は変形しているが、それ以外では大規模な破損は見られていない。舷側には魚雷の命中による破孔が確認されている。