大和型戦艦
九一式徹甲弾は水中弾道を考慮して開発された物だが、適切な砲戦距離が必要であるため実戦で命中した例は少なかった。また弾体強度の不足から、砲弾径の9割以上の厚みがある表面硬化装甲に対し、撃角25度以上で命中した場合に破砕されてしまうという問題があり、大和型戦艦では被帽の取り付け方法を是正している。
一式徹甲弾では、上記の被帽取り付け方法の改善に加え、弾頭部への染料充填を行ったとされている。能村によれば、大和は無色、武蔵は水色、長門は桃色であった。このほかに弾体強度を強化したという説もあるが、定かではない。また染料の充填は、一式徹甲弾以前の砲弾でも広く行われていた。
零式通常弾は榴弾、三式通常弾は榴散弾である。信管はいずれも調停秒時を0秒(瞬発)から55秒まで可変で設定可能な零式時限信管を使用した。炸裂時の危害半径は零式弾の方が大きく、どちらがより有効かについては当時の資料でも意見が分かれている。零式・三式通常弾とも、制式採用は1944年(昭和19年)であったが、1942年(昭和17年)中期以降から、限定的に実戦使用されていた。
大和の主砲弾は、日本各地に数は少ないが保存されており、実物をみることも出来る。清水芳人(大和副砲長)が名古屋市護国神社に奉納したものは、実物とされる。
照準機構
主砲管制射撃の要となる九八式方位盤照準装置(戦艦比叡に先行搭載し、性能を確認したもの)は、艦橋最上部の主砲射撃指揮所(トップと呼ばれた)に設置されている。敵との距離、敵の速度等を測定する測距儀はその下にあり、日本光學製で、艦載用としては世界最大の15.5mの基線長を持ち、一基で三つの距離データが得られ、その平均値がとられた。
もし大和が機動部隊の護衛部隊として行動を共にしていれば、傍受した通信を視覚信号で通報し、敵機動部隊の存在をより早く察知出来たのではないかと指摘している。
上記のように戦艦の性能上重要となる搭載砲のプラットフォームとしての安定性においては、大和型戦艦は最高レベルと思われるが、反面、燃料消費量が多かったことも問題であった。単に機動部隊の護衛として用いた場合は、大和型を含む日本艦艇の対空火力はそれほど強力でなく、また日本海軍は慢性的に燃料不足で行動が制限されていた。ガダルカナル戦では、大和型戦艦や長門型戦艦の陸奥がタンカーの代わりをしていた事実がある。レイテ沖海戦では大和など戦艦から駆逐艦戦隊への給油が行われていた。
山口多聞提督が奨励していた輪形陣は戦艦を含んでおり、攻撃機パイロット淵田美津雄も空母よりも戦艦が通信能力に優れる点、そして、敵勢からの攻撃を分散させ、その重厚な防御力によって攻撃を吸収することで空母の盾になりうると考えていたが、日本海軍の主たる用兵思想では無かった。
高角砲・機銃には爆風楯が付けられたが、増設機銃・高角砲の一部には施されていない。むき出しの機銃に配置された兵員は、上記のブザーと共に衝撃に弱い機銃の照準器を取り外し、艦内に待避していた。そのため、対空戦闘では主砲発射に伴う要員の待避、爆煙による視界悪化、再配備(これには照準器の取外し、再装着の時間も含まれる)の空白の時間が出来てしまい、隙ができる可能性があった。また艦橋等よりはね出して設置された機銃、射撃指揮装置、探照装置の台座下部も構造支持材むき出しではなく(大和型戦艦以外はほとんどむき出し)、カバーで整形されているが、これもまた爆風で台座がまくれあげられないようにするためであった。
レイテ湾海戦における武蔵沈没時の戦闘では、戦闘時の騒音と興奮でブザーが聞き落とされ(あるいはブザーを鳴らし忘れ)、機銃員が避退せぬまま主砲が発射されて、死傷者が生じたという目撃証言がある。同海戦では大和でも主砲爆風による負傷者が出た。また沖縄特攻時にも、主砲が艦長の許可を得ずに発射された可能性がある。(詳細は後述)
大和は1942年7月に、武蔵は新造時から装備した。
この電探は前部艦橋の測距儀の上に装備された。
大和に搭載されたものは、対水上射撃兼用の性能試験のために仮装備されたものであった。しかし超短波レーダーのため海面クラッター(海面による乱反射ノイズ)が強く、対空見張り用として使用された。武蔵に搭載されたものは量産1号機である。
性能は波長150cm、出力5kW、重量840kgで、航空機編隊を100km、単機を70kmで探知する能力を持っていた。
大和型で特徴的なのは、武蔵で実施され、後に大和でも行われた水上射撃用のセレクタ追加改造である。これは、同電探に使用されていた80ミリのブラウン管に切ってある目盛りを、水上射撃用の縮尺のものと切り替え可能としたもので、当初こそ1000mの誤差を生じたものの、その報告を海軍技術研究所に送った結果、同研究所側も欠陥に気づくという効能をもたらした。最初の砲撃実験では衝撃で故障してしまったが、主砲射撃の振動に耐えるように各部の改造も実施された。調整が進んだ後は、43000 - 35000程度で戦艦を探知可能で、15000mで水柱も見え、当時としては一応実用出来たという
対空見張り用として1944年初頭に2基を後檣部に設置した。
性能は波長200cm、出力10kW、最大有効距離は航空機編隊100 - 120km、単機50 - 60km、測距精度2 - 3km(諸説ある)、測角10度、重量110kgであった。
戦後最初期の指摘としてはオスカー・パークスが1949年に『ENGINEERING』誌に発表したものがあり、「この軽防御砲塔が設計上の弱点であるのを証明したのは驚くにはあたらない」と述べている。
防焔装置や副砲周辺の防御については設計の段階では充分とされていたが、完成直前となって用兵者側から防御力を強化するよう要望を受けた。特に、中心線上に配置され、隣に主砲火薬庫がある第1・4番副砲塔を支える円筒の、露出した支筒下部に敵弾が命中した場合の問題点を指摘されたのである。この円筒は元々50mmCNC+25mmDSの装甲が施されていたが、28mmの装甲追加が行われた。この強化により射撃実験の結果、支筒下部は800kg爆弾の命中に耐えうるものとされた。さらに防焔扉の板厚を増し、中甲板の貫通部に不規則な形の防焔板を隙間なく装備したこれにより最上型軽巡洋艦に搭載されていた時よりも、総合的な防御力は強化されていた。なお武蔵は就役時までに、大和は就役後に副砲を一旦下ろして、この防御強化を行っている。
副砲の防御が弾薬庫配置を含めて問題となるのは、他国戦艦でも同様だが、第一次世界大戦や、太平洋戦争での諸海戦の戦訓を見ても、防焔装置などで被害を局限できることは確かであった。現実に、大和型副砲塔と同様の防御形式だった日本重巡洋艦「青葉」は、サボ島沖海戦で第3砲塔に敵弾の直撃を食らい、砲塔内で装填中の零式弾と装薬が誘爆したものの、適切な弾薬庫注水により、それ以上の被害拡大を免れている。
上記のように対空射撃も可能であり、レイテ沖海戦では、副砲は主砲と共に高角砲の射程外にある敵機編隊に対する長距離対空戦闘用として使用された。1944年(昭和19年)10月24日の対空戦闘では、武蔵の副砲は203発もの対空射撃を行っており、これは同じ日に大和が行った高角砲射撃の頻度を上回るものであった(武蔵の副砲が1門辺り33.8発(203発/6門)、大和の高角砲が1門辺り32.6発(784発/24門)。同海戦で行われた大和型戦艦副砲の対空射撃は、武蔵が上記の通り203発、大和が383発(異説あり)の計586発にも及んでおり、レイテ沖海戦後には対空用砲弾として用いられる零式通常弾の搭載定数が50発から100発に増加されている。
また俯仰・旋回速度にも優れていたため、編隊を分離して攻撃態勢に入った敵航空機に追従できた。このことから、近距離で副砲を対空射撃に使用した結果、その爆風により特設機銃に被害を与えた形跡もある。最上型軽巡時代でも、背負式の2番砲塔を仰角12度以下で発砲すると、1番砲塔内部が破損するので発砲が禁止されているほどの爆圧があった。海戦後の戦訓報告でも、25ミリ単装機銃について「主砲副砲の爆風もあって、装備可能な位置が少ない」とされている。こうしたことから、当時の武蔵搭乗員の回想では「主砲発砲の爆圧で目の前が真っ赤になり」という証言が見られるが、その時実際に発砲していたのは副砲だった可能性もある。
また、機構が脆弱で故障しやすかった」と評価されている。大和型戦艦への搭載時にこうした問題を解消したという可能性はあり、大和型副砲は搭載時に対空見張り用として使用できるよう、砲塔容積を増して、対空揚弾筒や信管秒時調定機の装備、砲塔測距儀の改修が行われていたという説も見られる。実際、レイテ沖海戦後の戦闘詳報で他艦で見られる「砲塔測距儀(もしくは観測窓)の最大見張り可能仰角が足りないため、対空射撃に不適」という指摘は、大和型副砲には見られない。一方、清水芳人(大和副砲長)によれば、艦橋の副砲指揮所の窓が狭く、対空射撃には向いていなかったと回想している。
大和から降ろした副砲は、呉市の南方、阿賀町冠崎の丘上にB-29迎撃用の高角砲として設置された。最上型の試作砲塔との説もある。この砲は呉市大空襲時に、市内の高射方位盤射撃指揮装置が破壊されたため、発砲せずに終戦を迎えているが、この際には最大仰角75度が可能だったとされ、75度で発砲した場合、最大射高18,000mに達したとされている。また他にも、この15.5cm砲は陸上砲台として多数が単装砲に改装され、中には最大仰角60 - 70度の高角砲台とされたものもあった。海軍技術研究所では島田実験所(現在の島田理化工業の前身)にて、マイクロ波により航空機を迎撃するZ兵器の研究を行っていたが、大型のパラボラアンテナを旋回させる台座として、大和から撤去された副砲の旋回部分を流用し工事が進められたが、島田実験所が空襲被害を受けたことで頓挫した。