脱胎于扶桑
日本大正时期（1912年—1926年）是日本自明治维新以后前所未有的盛世，在这一时期，日本新思潮盛行，而且日本在击败沙俄后，其自信心也得到了巨大的提升.东西方文化的冲击使得日本大正时期蒙上了一层浪漫的色彩，而这一时期的日本海军联合舰队也是如此。日本作为协约国对德国宣战，并分享了一战胜利后的果实.在这一时期，日本的野心同样也急剧膨胀，尤其是从英国订购金刚级战列巡洋舰之后，日本海军企图建立一支强大的海上力量，而扶桑级战列舰就是日本海军自主设计的第一型战列舰。
大正时期的扶桑号战列舰，是日本设计的第一种超无畏舰
扶桑级战列舰是日本海军第一型自主设计建造的超无畏舰（日本称之为超弩战舰），然而该型战列舰片面追求火力和主炮数量，导致其拥有很大的设计缺陷，虽然拥有12门主炮，但是在实际使用中，历任舰长都被告知不要使用12门主炮齐射，因为这会造成炮口爆风横扫全舰，对上层建筑造成损坏。此外，扶桑级战列舰的动力舱空间狭窄，水平防御也比较薄弱，由于6座炮塔都处在中轴线上布置，扶桑级战列舰的改造空间不足，作为日本设计的第一型超无畏舰，扶桑级并不成功。当时扶桑级的预算一共有四艘，发现诸多缺陷后，其三号舰和四号舰停止开工，并重新设计，这就是伊势级战列舰。
由于设计缺陷，扶桑号和山城号在后来的改装中拥有了细长高耸的舰桥，颇有种“危楼高百尺”的味道
主炮布置
伊势级战列舰的主炮塔与扶桑级相当，但是其采用了两两背负式的布局，舰舯两座主炮统一布置在二号烟囱之后，这样一来，扶桑级主炮射击时干扰舰桥上层建筑的情况得到了很大的缓解。不仅如此，得益于这样的主炮布局，伊势级战列舰的锅炉舱也能够集中布置在其三号炮塔前部，相比扶桑级逼仄的锅炉舱有了很大的改善，不过正是因为这样的设计，导致伊势级战列舰的后部炮廓甲板被取消，所有副炮全部布置在舰艏到舰舯，这使得伊势级的居住区狭窄，居住性有所不足。
潜力公试中的伊势号战列舰，可见其舰舯主炮设计更加科学
伊势级战列舰的主炮相比扶桑级的口径和威力虽然相同，数量也一样，但是其最大的特点就是装填方式有了很大的提升，扶桑级的主炮是固定仰角装填，每次射击后，必须将主炮的仰角调回到正5°才能进行装填，然后重新设置俯仰角瞄准目标。而伊势级的主炮能够在5°到20°之内的任意角度装填，通常无需重新设置射击诸元就能继续射击。
日向号战列舰的舰艏主炮塔
此外，伊势级战列舰将副炮口径从150mm统一换成了更适合日本人操纵的140mm口径，这种副炮的炮弹体积更小，重量也更轻，在装填时能有效缓解装填手的负担。所以140mm副炮的射速比150mm主炮更快。为了弥补口径缩小带来的威力不足，伊势级的副炮比扶桑级还要多4门，其中两门副炮分别布置于甲板上左右两舷，以炮塔形式布置，虽然集中布置的副炮看似完美，但由于前面的一组副炮过于靠前，在高海况下完全无法射击。除了这点外，伊势级的主副炮布置还是很成功的。
动力系统
伊势级战列舰的主炮布局相比扶桑级更加优化，所以其动力舱室可以集中布置在舰舯大段的舱室内，再加上伊势级一开始就全部使用了煤油混烧锅炉，所以其蒸汽轮机功率达到了45000匹，所以尽管排水量比扶桑级稍大，但伊势级的航速还是要比扶桑级快一点点，达23节，此外，伊势级宽裕的动力舱容积也使得其改装大型重油专烧锅炉更加的容易。
装甲防护
近代化改装后的日向号战列舰，其主桅建筑已经趋向复杂化
伊势级战列舰的设计充分吸取了日德兰海战的经验，所以虽然其侧舷主装甲带防护能力与扶桑级相差不大，但是其水平防护却强了不少。伊势级的水平防护分为上下两层，下层采用的是两层15mmNS高张力钢，总厚度30mm，上层采用两层27.5mm高张力钢，总厚度55mm，,其水平防护能力达到85mm左右。
建造中的日向号战列舰，其主炮炮座防护力也得到了加强
由于日德兰海战中多次发生主炮塔被击穿爆炸的情况，所以伊势级战列舰的主炮塔正面装甲达到了惊人的305mm，同时其炮塔座圈也进行了加厚。此外，伊势级增加了水密隔舱的密度，在动力舱之间以煤舱相隔开，以增加抗沉性。伊势级的水下防护相比扶桑级也更为出色，增加了防雷隔仓以增加抗沉性。
日向号早期改装的舰艉水上飞机设施
伊势级战列舰服役后经历了大大小小的各种改装，在1937年之前的改装无外乎以下几种：增加主炮仰角以增大射程、增设更大型的测距仪、增设水上飞机操作设备、拆除防鱼雷网及撑杆、增强防空火力、延长舰艉等等，与同时期世界各国海军对主力舰的改装大同小异。真正让伊势级战列舰改头换面的是1937年的大规模现代化改装，在此次改装中，伊势级战列舰的主炮射程大幅提升，舰桥大型化，复杂化，同时增加了重点区域的水平防护，加装防雷突出部，换装重油专烧锅炉，将两座烟囱合并为一座，增设水上飞机设施，防空兵装也进行了强化。此次大改装后，伊势级的标准排水量猛增到了3.6万吨，公试排水量达4万吨左右。
正在进行大改装的日向号战列舰
航空战舰改造计划
太平洋战争爆发后，海战发生了翻天覆地的改变，航母作为一种新兴武器登上舞台，太平洋上的海战俨然成为了舰载机肆虐的舞台。如果说一战时期，海军的巅峰对决是日德兰海战那样的战列线决斗的话。二战时期，海军的巅峰对决已经是中途岛这样的超视距海战了。二战期间，日本海军的12艘战列舰中，除了老迈的金刚级凭借高速优势打满全场之外，其余各舰仿佛都开启了“看戏模式”，在战争中无甚大的作为。
二战前期，除了四艘金刚级高速战舰外，其他老旧战列舰的航速都无法跟上航母编队
中途岛海战结束后，日本海军瞬间失去了四艘大型舰队航空母舰，其海军航空兵力遭受重创。在这样的情况下，1941年制定的丸五舰队扩充计划遭到大幅修改，此前计划建造的三艘战列舰和两艘超甲巡全部被废止，丸五计划也被大刀阔斧的修改为改五计划，连大和级战列舰的三号舰信浓号都要改装为航母，可见当时日本海军的窘迫。而在太平洋另一端的美国海军却开启了“下饺子”模式，批量下水的埃塞克斯级航空母舰和各种护航航母让人眼花缭乱。
大规模批量建造的埃塞克斯级称得上是二战时期设计最成功的航母
面对缺乏航空兵力的窘迫，日本海军此前曾一度设想将扶桑级和伊势级改装为真正意义上的直通甲板航母，但是扶桑级实在是太慢了。二战时期的航母需要能够以30节左右的航速航行，以此来制造人工的逆风，协助舰载机顺利起飞，所以各国海军的标准航母差不多都是30节左右（商船改装航母例外）。而扶桑级即使换装重油专烧锅炉后，航速也仅有24节左右，另外一点就是，将这两艘战列舰改装为航母的工期实在是太长了，显得有些得不偿失。
伊势级航空战舰整体布局
权衡之下，也只能改装伊势级战列舰了，而且日本选择伊势级战列舰改装为航母还有另外一个并不光彩的原因。那就是日向号曾在1942年5月5日的训练中发生了5号炮塔爆炸的事故，而且由于来不及修缮，草草盖了一个挡板后就以这种姿态参加了中途岛海战。中途岛海战中，日本亲眼看着自己的四艘主力航母葬身海底，最终，日本海军决定，将两艘伊势级战列舰改装为航空战舰。
伊势级战列舰的航空化
1943年，伊势号和日向号相继展开改装工作，拆除舰艉的两座炮塔，增设飞行甲板，伊势级的飞行甲板长度仅有70米，甲板上分布着密密麻麻的水上飞机搬运轨道，以及一部升降机。为了赋予这个狭窄甲板起飞飞机的能力，日本海军为伊势级搭载了一组一式二号11型大型水上飞机弹射器（与大淀号巡洋舰竣工时搭载的弹射器一样），此外，两艘伊势级在飞行甲板下还设置了机库，能够容纳9架战机，原来的舰艉弹药库则被设置成飞机弹药库。除了机库内容纳的9架飞机外，伊势级的飞行甲板上还可以固定11架飞机，弹射器上还能够容纳两架飞机，共计载机22架，改装完毕后，伊势级航空战舰的主炮仅剩四座，而且舰艉两座主炮的射界十分尴尬，基本无法在舰艉朝向敌人时射击。
伊势级航空战列舰的航空甲板布局
搭载机方案
最初的设计方案中，该型航空战舰计划搭载的是基于“彗星”舰载爆击机11型（厂方编号D4Y1）衍生的21型（D4Y1改）。“彗星”舰爆21型主要是能够进行弹射起飞，所以在伊势级上也能够起飞作战，但由于伊势级的甲板过于狭窄，导致其只能起飞却无法降落，通常战术是起飞作战后，再到邻近的航母或陆基机场降落。
伊势级的预计载机计划和航空甲板对空兵装布局
然而这时日本在太平洋上的处境已经变得十分不乐观，许多岛屿都已经丧失。对此，日本又将这两艘航空战列舰的搭载机改为了十四式水爆“瑞云”与“彗星”舰爆21型混合的搭载方式，“彗星”舰爆21型可以由其它航母或陆基机场回收，而十四式水爆“瑞云”却是传统意义上的水上飞机，能够由伊势级自行回收。
航空战列舰状态的日向号
虽说理想很丰满，但是现实却已经对日本海军极为不利，而且在实际操作过程中发现，由于两舰的飞行甲板实在是太高了，所以就算是十四式水爆“瑞云”都无法顺利回收，而且随着战事的吃紧，这两种不成熟的舰载机还得为其它舰载机让路，迟迟得不到量产，所以伊势级航空战舰终其一生，都没有搭载飞机进行过作战，战争后期，为了不影响两门主炮的射界，连飞机弹射器都拆除了，所以伊势级航空战舰的这个名头，其实多少有些名不副实。
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