Башни имели толщину лобовой части 320 мм, боковых стенок 200 мм, задней стенки 215 мм, наклонной части крыши 180 мм и плоской части крыши 110 мм, за исключением “Эрзац Блюхер” (“Граф Шпее”), у которого толщина лобовой части составляла 300 мм, боковых стенок 200 мм, задней стенки 210 мм, наклонной части крыши 150 мм и плоской части крыши 100 мм. Барбеты башен главного калибра имели толщину стенки 290 мм, уменьшаясь до 120 мм (“Эрзац А” (“Эрзац Фридрих Карл”) – 150 мм) за броневым поясом батареи и до 90 мм за главным броневым поясом и бронированными переборками.
Толщина бронирования батареи среднего калибра составляла 150 мм. Между орудиями имелись переборки, а за ними защитные экраны толщиной 20 мм. Бронирование передней боевой рубки было выполнено толщиной 350-300 мм, ее основания 200 мм и крыши 150-100 мм, задней боевой рубки соответственно 200 мм и крыши 80 мм.
Бронированная палуба была на уровне главной палубы в середине корабля и не выходила за пределы противоторпедной переборки, поэтому здесь у нее не было скосов. Она имела толщину 30 мм, увеличиваясь до 60 мм над погребами боезапаса, в то время как в носовой части она имела толщину 50 мм у нижней кромки броневого пояса и от 80 до 110 мм в кормовой части немного выше ватерлинии у его верхней части.
Верхняя палуба имела толщину 25 мм над главным броневым поясом за пределами площади батареи, 50-30 мм над батареей 150-мм орудий и 25 мм ближе к диаметральной плоскости корабля.
Толщина противоторпедной переборки составляла 50 мм, увеличиваясь до 60 мм в районах от башни “А” до башни “В” и от “С” до “Д” и продолжаясь в виде противоосколочной переборки толщиной 30 мм до верхней палубы.
По сравнению с кораблями более ранней постройки, количество котельных установок на жидком топливе значительно увеличилось. Первоначально на “Макензене” в котельных отделениях должны были установить 4 двусторонних нефтяных котла и 12 односторонних котлов угольного отопления. Доля котлов нефтяного отопления составляла 40%.
"Эрзац Виктория Луизе"- "Макензен” во время и после спуска на воду. 21 апреля 1917 г.
Позднее военно-морское командование потребовало дальнейшего увеличения доли котлов нефтяного отопления. Это можно было сделать без каких- либо трудностей в машиностроении и кораблестроении, но департамент “К” отклонил это, мотивируя тем, что, “…пока командование флота не сможет составить себе определенного мнения об испытаниях котлов нефтяного отопления на кораблях типа “Кениг” и “Дерфлингер”, будет трудно объективно оценить их преимущества и недостатки”. Уже после завершения проектных работ наметили другой путь реконструкции котельного отделения.
Пять котельных отделений должны были разделить так, чтобы вместо двух котлов по мере необходимости стояли рядом друг с другом четыре, а всего предполагалось иметь в наличии 8 двухсторонних нефтяных котлов и 24 односторонних угольных котла типа Шульце-Торникрофта (немецкий военно-морской тип). Таким образом, в котельных отделениях имелось в общей сложности 32 котла, что было значительно больше, чем на кораблях предыдущих проектов.
Это соответствовало намерениям морского ведомства иметь много небольших котлов, чтобы обеспечивать более равномерное производство пара, а также чистку топок. Отрицательной стороной этого было повышение веса котельной установки и усложнение ее из-за увеличенного количества трубопроводов и клапанов.
Бортовые угольные ямы во внутреннем коффердаме были расположены только рядом с котельными отделениями. В районе машинного отделения и погребов боезапаса внутренний коффердам служил в качестве цистерн для нефти, поскольку иным способом такое количество нефти (2 000 т) не размещалось. В этом же районе для замены “защитного эквивалента” угля толщину противоторпедной переборки увеличили с 50 до 60 мм.
О скорости линейного крейсера “Макензен” имеется много различных и противоречивых данных. Это происходит, вероятно, от того, что в немецком военно-морском флоте были смешаны два различных понятия. Различались “6-часовой форсированный ход” и “форсированный ход на мерной миле”. Только последнее имело непосредственную связь с проектной мощностью кораблей, а также со значением достигнутой скорости, полученной на ходовых испытаниях.
Перегрузка турбинной установки при испытаниях на мерной миле могла производиться только кратковременно. Для “6-часового форсированного хода” использовалась уменьшенная на 12-17% мощность машин, что соответствовало уменьшению скорости на 1-1,5 узла. При этом учитывалось, что истинная скорость экономического хода корабля по условиям обслуживания (плохое качество угля, усталость кочегаров и подносчиков угля, неоптимальный режим работы машинной установки, обрастание подводной части обшивки корпуса, волнение моря, влияние мелководья) будет еще существенно понижена.
При обсуждении проекта “Макензену’ была определена такая же скорость, как и “Гинденбургу”, а именно 27 узлов при испытаниях на мерной миле. В официальных характеристиках этого типа корабля главное морское управление, напротив, указало 28 узлов. Возможно, это отличие объясняется тем, что во время доработки проектировщики смогли неожиданно найти удачное решение формообразования его корпуса. Оценка величины скорости при использовании отношений между водоизмещением, длиной корабля, мощностью машинной установки и скоростью все же позволяла считать 28 узлов более правильным значением.
Машинные установки, приводившие, как и у всех ранее построенных линейных крейсеров, во вращение четыре вала, для семи запланированных крейсеров типа “Макензен” были различными. Линейные крейсера “Макензен”, “Эрзац Фрея” (“Принц Этель Фридрих”), “Эрзац Блюхер” (“Граф Шпее”) и “Эрзац Шарнхорст” имели четыре комплекта турбин Парсонса, расположенных в четырех машинных отделениях и вращавших четыре вала с установленными на них трехлопастными винтами диаметром 4,2 м. В комплекты входили турбины крейсерского хода, вращавшие внутренние валы. Расположение четырех турбинных отделений рядом и позади башни “X” было таким же, как и на линейных крейсерах типа “Дерфлингер”.
Для этих четырех кораблей, из которых три заказали верфи “Блом унд Фосс” и один верфи “Шихау”, было предусмотрено непосредственное соединение валов с турбинами. Так же, как и у линейных крейсеров предыдущих проектов, оба вала каждого борта объединили одним комплектом турбиннои установки.
В то время как турбины высокого давления приводили в движение внешние валы, турбины низкого давления приводили в движение внутренние. Несоответствие числа оборотов непосредственно соединенной с винтом турбины, поскольку для турбины оно было слишком мало, а для винта высоко, еще с 1910 г. требовало установки между ними редуктора.
В этом направлении разные страны пошли различными путями. Англия развивала зубчатые редукторы, ГИТА электрическую передачу. Германия начала склоняться к гидродинамическому редуктору, изобретенному немецким профессором Фотингером. Впервые его установили на легком крейсере "Висбаден”, после чего военно-морской флот Германии запроектировал передачу вращения от турбин на валы через редукторы Фотингера и для трех остальных линейных крейсеров типа “Макензен^’ – “Эрзац А (“Эрзац Фридрих Карл”), “Эрзац Йорк' и “Эрзац Гнейзенау”, что говорило о блестящем успехе талантливого изобретателя.
Поскольку редукция позволяла одной турбине по мере необходимости работать во всем диапазоне перепада давления пара, эти три корабля получили независимые турбинные агрегаты. Предположение, что корабли с редуктором Фотингера должны были значительно превосходить те, турбины которых непосредственно соединены с валами, не подтвердилось практикой. Во-первых, наибольшее передаточное число редуктора Фотингера не превышало отношение 5:1, в то время как зубчатый редуктор допускал значительно большее передаточное отношение. Кроме того, этот редуктор имел наибольший коэффициент полезного действия 90%, то есть потерю мощности в редукторе сводили почти на нет преимущества создаваемого с его помощью наивыгоднейшего числа оборотов винта.
По этим двум причинам Германия еще перед войной также активно занялась разработкой зубчатых редукторов и прежде всего пыталась решить трудную задачу создания технологии необходимой точности обработки зубчатых колес, в создании которой верфь “Блом унд Фосс” приняла очень активное участие.
На всех семи кораблях типа “Макензен”, чтобы иметь большую мощность при относительно небольших скоростях, повысили коэффициент полезного действия за счет установки дополнительных высокооборотных турбин экономического хода. Турбины двигали корабль с экономической скоростью и были непосредственно соединены с главными турбинами у одних кораблей на внутренних валах, у других на наружных и передавали мощность на валы через зубчатую передачу. Эта передача могла расцепляться при высоких скоростях ходов. Такое конструктивное решение повышало максимальный запас хода при экономической скорости 16 узлов на 20%, так что стало возможным введение кораблей в бой из Немецкой бухты.
