高雄型重巡洋艦
本艦主砲は、前型から引き続き「三年式二号 20 cm(50口径)砲」を採用している。その性能は砲口初速が870 m/s、110 kgの砲弾を仰角45度で29,400 mまで到達させる能力があった。この砲は新型のE型砲塔へ更新された。この新型砲塔は対空射撃を考慮し最大仰角は70度もあり、通常砲弾用とは別に対空砲弾用の専用の揚弾機を持っていた。俯角は前型と同じく5度である。実際にテストしてみれば重すぎる砲弾のために射撃間隔が長く発射速度もお世辞にも実戦に耐えうるものではなかった。なお、イギリスもカウンティ級重巡洋艦で同様の失敗をしている。
旋回角度は単体首尾線方向を0度として1番・2番・4番・5番砲塔は左右120度で3番砲塔は120度の旋回角を持つが後方0度から20度の間は電気的に引き金を引いても発射しない。これは近接する艦橋に向けて誤発射しないためである。弾薬定数は一砲塔辺り125発で、列強の同クラス砲とほぼ同じ。発射速度は毎分3発程度、熟練の砲手により短時間ならば毎分5発が可能であった。1942年3月2日、ジャワ海で「愛宕」と「高雄」は駆逐艦「ピルスバリー」 (USS Pillsbury , DD-227) を撃沈した際には、1万メートルから斉射をはじめ、7分間で「愛宕」56発(戦闘詳報では54発)、「高雄」は118発を発射している。
高雄型は書類上では日本で最後の一等巡洋艦として計画建造された型でもあり、本型よりも後に竣工した巡洋艦はすべて二等巡洋艦(軽巡洋艦)である。なお、一番艦の高雄と同時に起工した二番艦の愛宕が先に就役している。高雄以下の4隻とも、当初は妙高型に類別されていたが、1928年11月7日付の艦艇類別等級の改正で高雄型として独立した。
基本計画主任だった平賀譲造船大佐が「妙高」の設計を最後に海外へ出張したため、平賀の後任となった藤本喜久雄造船大佐が担当した1万トン級の重巡洋艦である。妙高型の攻撃力と防御力を維持し、かつ妙高型の問題点であった居住性の悪さ(艦内容積の不足)を改善し、戦艦に次ぐ準主力艦としての高い艦隊指揮能力を付加すべく塔型艦橋を大型化した。もっとも、艦橋は防御区画を短縮するために煙突の煙路の上に艦橋が載っているというレイアウト上の理由で大型化している面も大きい。艦橋のレイアウトは下から下部艦橋、中部艦橋の両脇に機銃台、上部艦橋の両脇には1.5m測距儀が1基ずつ、羅針艦橋、防空指揮所、測的所の天蓋には主砲用一四式射撃方位盤があり、その後ろに主砲用6m測距儀が乗ると言う配置である。
妙高型との相違点は他にも魚雷発射管が被弾時の被害拡大の恐れがある中甲板から、使い勝手の良い上甲板に移されたのも特徴である。しかし第四艦隊事件を機に高雄と愛宕は大型化しすぎた艦上構造物の縮小工事を行い若干重心を下げている。しかし、速力や安定性等でやや妙高型に劣った。
なお、高雄と愛宕は1939年(昭和14年)の改装工事で発射管を連装4基から4連装4基、搭載魚雷も新型の九三式魚雷24本に強化、摩耶も1944年(昭和19年)の改装で発射管を4連装4基としたが、鳥海は最後まで発射管を換装せず戦没した。
航空設備は第3煙突と後部主砲塔の間にカタパルト2基と水上機2機を収められる格納庫を設け、後檣の基部に搭載艇兼艦載機揚収用のデリックを1基装備したが、高雄と愛宕は改装工事で後檣を移設したことから格納庫を廃止、新たに航空甲板を設けて搭載機を露天繋止する形へと改められた。摩耶も後檣の移設は行われなかったものの同様の形態に改装されたほか、各艦とも大型化する搭載機に対応するため後檣基部のデリックは大型のクレーンに換装された。4番砲塔の発射方向によっては艦載機が壊れる可能性が高く、「高雄」は前述の駆逐艦「ピルスバリー」を撃沈した際に、主砲の爆風で艦載機を使用不能とした。この時「愛宕」は前部主砲塔のみで射撃を行ったため、艦載機は無事だった。同様の事故はスラバヤ沖海戦での妙高型重巡洋艦「妙高」でも発生している。根本的な解決は、後部そのものを飛行甲板とした利根型重巡洋艦まで待たねばならなかった。
アメリカ合衆国カリフォルニア州の東部、モハーヴェ砂漠のロジャース乾湖にあったアメリカ陸軍のミューロック陸軍飛行場(現・アメリカ空軍のエドワーズ空軍基地)には、高雄型を模した攻撃標的としての構造物があった。ターゲットNo799(T-799)のその構造物は、同地の名前から「Muroc Maru」(ミューロック・マル)と通称されていた。これは木材と金網で構築され、表面を暗色のタール紙で覆われていた。砂漠の乾湖に浮かぶその姿は、海を行く高雄型に酷似しており、アメリカ陸軍航空軍の飛行訓練、技術練習や試験のターゲットとして、反跳爆撃の試験などに使用された。何故、モデルとして高雄型が選ばれたのかは不明。太平洋戦争後もこの構造物は放置されていたが、1950年に空軍エドワーズ基地として長大な滑走路などの設備が増強された際に、運用を妨害する遮蔽物であることから撤去された。