有關中型設計的争論與突擊者号時相若，分别在航速、防禦及艦載機三方面。在航速方面，除了代表航空署的凱利屠納（）中校接受較低航速，以換取其他設施空間，其他部門大體同意将航速由29節提升至325節。在防禦方面，焦點集中在減少飛行甲闆遭空襲癱瘓的機會及整體防禦裝甲。針對首項問題，航空署曾提出建造雙層飛行甲闆、設置機庫彈射器以及增加升降台，以提升飛機升降效率，然而這些裝備連同裝甲等等，都不是中型設計噸位所能負擔。裝甲方面，約克城級的定位爲防禦輕巡洋艦的6吋火炮、空投炸彈及空投魚雷攻擊，但礙于噸位所限而要有所妥協。最後在艦載機方面，當時航空署正制訂新的航空團組合，新艦的航空團應由4支小隊各18架飛機組成，共72架飛機，然後再加上若幹替補。不過由于計算方法不同，部内估算新艦的飛機數量可超過90架。事務委員會亦根據列克星敦級的服役經驗，認爲艦島無損飛行作業，故此決意要在新艦增設艦島，以有效排走鍋爐廢氣。[7]
1932年初，事務委員會終于從多項設計中，選擇了排水20，000噸、長770呎、闊80軸馬力，最高航速325節、搭載90架艦載機的方案。然而國會以經濟蕭條爲因，并未撥款建造新型航母，使設計又再拖延。期間海軍部長曾要求軍部研究裝設8吋火炮的27，000噸方案，但最終流産。
1936年兩艘約克城級下水，并分别在年服役。其時艦體主要性能如下：[8]
第二次世界大戰爆發後，美國不再受裁軍條約限制。海軍可趕工建造多一艘航空母艦，以應付戰争需要。由于時間緊迫，海軍事務委員會隻能提出沿用約克城級設計，但同時附帶多項改良，特别是将新艦的鍋爐與輪機交錯配置，以減低風險。不過由于改動過多，新艦大黃蜂号最終隻能建造新式艦島以及延長艦艏，動力系統的問題未有解決。在中途島海戰及聖克魯斯群島海戰，約克城号與大黃蜂号俱因魚雷攻擊而失去動力，無法離開戰場而沉沒。[7]
約克城級在設計之時，雷達技術尚未成熟。1937年海軍研發出首批艦用搜索雷達，并在1940年命名爲cxa，安裝到多艘艦隻。約克城号在1940年安裝了cxa雷達，而企業号則在1941年安裝了cxa-1型雷達。cxa的準确度爲300碼，分辨率400碼，一般可探測到16浬内的戰列艦、12浬内的驅逐艦、70浬内10，000呎高的pby水上飛機或50浬内同等高度的戰鬥機；而cxa-1的準确度則提升爲200碼。由于cxa雷達過于笨重，大黃蜂号在1941年服役時，安裝了新式的sc雷達，但搜索距離卻大幅下降，隻可探測到10浬内的戰列艦、3浬内的驅逐艦、30浬内的戰鬥機及25浬内的轟炸機。結果海軍不久便拆除坐沉珍珠港的加利福尼亞号戰列艦cxa雷達，安裝到大黃蜂号，将sc雷達留爲備用。海軍同時爲大黃蜂号新設ye返航裝置，配合兩座雷達，引導艦載機返航降落。[9]
約克城号與大黃蜂号均在1942年沉沒，未有裝上更多雷達及電子系統。企業号在1942年下半葉安裝了sg雷達，用作水平搜索，其準确度爲200碼，分辨率400碼，可偵察15浬内于500呎低空的轟炸機、22浬内的戰列艦及15浬内的驅逐艦。企業号同時安裝了sc-1型雷達，其搜索距離比sc雷達增加一倍，準确度提升至100碼，分辨率則爲年企業号返國大修時，将cxa-1雷達替換爲新式sk雷達，搜索距離激增至，000呎高空的中型轟炸機，準确度爲100碼，分辨率爲900碼。企業号同時加裝了s雷達，搜索距離爲50浬内10，000呎高空的飛機，以及25浬内的戰列艦，準确度爲碼，分辨率雷達是美軍第一批戰鬥機調配雷達，要到此時美國航母才可有效調配戰鬥機攔截敵軍飛機。連同額外增設的yg返航裝置，以及iff敵我辨識系統，企業号的雷達及電子設備可與1943年新服役的埃塞克斯級航空母艦相比。[10]
戰争末期，企業号将sc-1型雷達改爲新型sr雷達，準确度爲30至100碼，分辨率500碼，可探測，000呎高空的轟炸機、75浬内同等高度的戰鬥機、以及25浬内500呎低空飛行的轟炸機。企業同時設有作戰指揮系統的雛型，戰時會派出載有遠程雷達的tb轟炸機，将其數據傳返艦上處理分析。企業号亦在1945年安裝了初期的電子幹擾系統，可以幹擾敵方無線電信号。[10]
大黃蜂号的艦島近照。1号爲ark4火控雷達（fd火控雷達），其底座爲ark37射控裝置。約克城号與企業号起初隻安裝了ark33射控裝置，其體積令輔助雷達難以安裝，後來企業号亦更換爲ark37。2号爲ye返航裝置，向友軍艦載機發出無線電信号，引導返航。3号爲sc雷達。起初sc雷達是用作升級-1雷達，但其性能卻強差人意。不久大黃蜂号便換回cxa雷達。
艦載機與飛行設施
約克城級在服役之初，仍搭載戰前的飛機款式，包括格魯門公司的f2f戰鬥機及f3f戰鬥機、馬丁公司的b轟炸機（魚雷－俯沖兩用）及諾斯洛普公司的bt轟炸機（俯沖轟炸機）。約克城号與企業号在1941年換上f4f戰鬥機，并在1942年換上sbd轟炸機、tbd轟炸機及tbf轟炸機。較晚服役的大黃蜂号在1942年才換上f4f，并在服役之初使用sbc俯沖轟炸機及布利茲特航空公司（轟炸機。[11]
由于海軍在1942年初尚未有完善的雷達系統，再加上海軍承襲戰前的攻擊優先戰術，約克城級初期俱以轟炸機爲航空團核心。比如在中途島海戰，約克城号、企業号及大黃蜂号分别攜帶了75架、79架及79架飛機，三艦的航空團都是由1支戰鬥機小隊（f4f）、1支魚雷轟炸機小隊（tbd）、1支俯沖轟炸機小隊（sbd）及1支偵察機小隊（sbd）組成。三艦的戰鬥機由21架至25架不等，至于俯沖轟炸機則有37架至38架，魚雷轟炸機13架至15架。瓜島戰役開始後，殘存的企業号及大黃蜂号陸續增加戰鬥機數量，并減少魚雷轟炸機及俯沖轟炸機。1943年晚期，企業号換上f6f戰鬥機，到1944年中，企業号曾混合戰鬥機，并換上sb2c轟炸機。此時企業号一般會攜帶超過34架戰鬥機、21至30架俯沖轟炸機及14至16架魚雷轟炸機。1945年企業号改裝爲夜戰航空母艦，其航空團專門負責晚間及破曉前的戰機戒備。艦載機數量下降至53至61架，并且全由裝設雷達的組成。[11]
約克城級的機庫彈射器在戰前已經發現效率低下，于1942年中途島海戰後拆除。企業号的艦艏降落設施也因鮮有使用，而在後來拆除。其他飛行設施則未有顯著更動。
防空炮與火控系統
約克城級的11吋防空炮及05毫米勃朗甯機槍，在建成前有操作問題。1939年海軍武備署（bureauofordance）已着手處理艦隊防空炮落後問題，并在1940年開始生産波佛斯40毫米高射炮及奧利岡20毫米防空機炮，分别替換11吋炮及勃朗甯機槍。1941年建成的大黃蜂号，已将24挺勃朗甯全數更換爲單裝20毫米防空機炮；而約克城号在珍珠港事件後于美國東岸更換，然後趕往太平洋；至于企業号則在空襲東京前夕，一次過安裝了32挺單裝20毫米防空機炮，使她的防空火力較同級艦爲優。至于波佛斯炮則在聖克魯斯群島戰役前安裝到企業号及其護航艦南達科他号，是企業号得以悻存的其一原因。聖克魯斯戰後，大黃蜂号亦告沉沒，而企業号則忙于戰事而無暇維修。1943年後海軍乘企業号返國大修之機，開始大幅加裝防空炮。到1945年，企業号的防空武器已增爲11門4聯裝波佛斯炮、5門雙聯裝波佛斯炮及16挺雙聯裝20毫米防空機炮。[11]
在射控系統方面，約克城号與企業号服役之初，均裝有兩座33是專門爲5吋/38炮而設計，相比起上一代手動操作的28，ark33完全以電力運作，以電腦測量距離，可更有效測出飛機的距離及高度。大黃蜂号因較晚服役，故此安裝了較新的ark37射控裝置，其體積較ark33爲大，可容納更大的電腦，以提升效能。更有甚者，ark37的電腦及支撐點都在射控裝置下方的甲闆，而非裝置内部，使系統有充足空間升級，安裝新式雷達輔助。[12]
37均可安裝輔助火控雷達。1942年美國預備将第一代防空－水平兩用艦炮的fd火控雷達（ark4），安裝到約克城号及企業号，然而約克城号在中途島海戰沉沒，企業号則在稍後裝上兩座，輔助ark33引導5吋炮射擊。大黃蜂号則在試航時已經裝上。fd雷達可偵察12，000碼内5吋炮彈落點，探測到40，000碼内的轟炸機、30，000碼内的戰列艦、20，000碼内的驅逐艦及12，000碼内浮上水面的潛艇，準确度爲40碼，分辨率年企業号返國大修時，将ark33系統升級爲ark37。當企業号在1945年因自殺飛機受創而返國維修時，則将fd雷達換上新産品火控雷達，但對即将退役的企業号執勤沒有影響。[12]
最後，約克城級的防空武器亦有另一套射控裝置。起初，約克城級三艦的11吋防空炮及勃朗甯機槍，都隻能以準星及曳光彈瞄準。1941年三艦安裝了ark44射控裝置，但實際上裝置隻是由光學目測鏡組成，防空武器仍然全由人手瞄準。到1943年，企業号安裝了ark51射控裝置，輔以ark14瞄準具。後者由兩個陀螺儀組成，配合簡單電腦運算，以計算出合适的射擊角度及距離，分别用于波佛斯炮及20毫米機炮。[12]
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