航空母舰。为了满足航母作战需求，改装方案进行了大刀阔斧的调整：
拆除舰体中部的460毫米主炮炮塔与副炮群，平整出长260米、宽36米的飞行甲板，铺设高强度装甲钢板，以抵御炸弹与鱼雷的攻击；甲板下方设置三层机库，配备三部大型升降机，升降机承重达20吨，可快速将舰载机从机库转运至甲板；舰体两侧加装防雷隔舱，增强抗沉性；动力系统保持不变，仍采用4台蒸汽轮机，输出功率15万马力，最大航速可达27节，虽不及专门设计的航母，但足以伴随舰队行动。
改装的核心目标是提升载机量。海军要求两艘航母最多可搭载近百架战机，包括零式舰载战斗机、九九式舰载轰炸机、九七式舰载攻击机等。为了实现这一目标，设计团队压缩了机库通道宽度，优化了舰载机的停放方式，甚至拆除了部分非必要的舱室。
然而，大和级原本的设计并非为航母量身打造，舰体重心较高，改装后稳定性受到影响；且飞行甲板长度虽达标，但宽度有限，舰载机的起降效率远不如专门设计的航母，这些隐患在改装之初便已存在，却被急于形成战力的日本海军刻意淡化。
改装工程启动后，一系列难题接踵而至。首先是技术瓶颈：日本的造船工业虽能建造大型战列舰，但航母所需的高强度甲板钢、精密的升降机机械、舰载机的系留装置等技术，均存在短板。
例如，飞行甲板需要承受舰载机起降时的巨大冲击力，日本自产的钢板强度不足，不得不从德国进口部分特种钢材，而受欧战影响，进口渠道不稳定，多次导致工程停滞；升降机的液压系统频繁出现故障，调试周期远超预期。
其次是人力短缺。黄海海战中，日本海军的技术工人损失不小，而改装航母需要大量熟练的焊工、机械师与电工。为了赶工期，日本海军强征了民间船厂的工人与高校的工科学生，这些人缺乏航母建造经验，不仅拖慢了工程进度，还导致施工质量参差不齐——部分焊缝不达标，升降机轨道安装精度不足，给航母的后续使用埋下了安全隐患。
“照这样的进度，恐怕要到1941年年末才能完工。”横须贺海军工厂的厂长向山本五十六汇报时，语气充满无奈。山本五十六深知现实的困境，却只能下令：“不惜一切代价，务必在1941年底让两艘航母服役！”
在改装航母的同时，日本海军也意识到了反潜与雷达技术的迫切性。黄海海战中，李辰的潜艇部队神出鬼没，给日本舰队造成了巨大损失，而日本海军的反潜能力薄
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