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北卡罗纳装甲保护舰以其坚固的装甲结构提供强大的防御能力。该舰的装甲区设计标准能够抵御14英寸口径炮弹，总重达14,350吨，形成一个如同"装甲围舱"的结构，从1号炮塔前方延伸至3号炮塔后方。
舷侧防护是舰艇的重要防线，水线处的主装甲带厚达12英寸。其设计旨在承受700磅TNT炸药的冲击。舰舯部的舷侧防护系统包括五层隔舱，其中外侧两层为空，内部隔舱则装有液体，以增强防护。弹药舱上方的耐压舱壁使用了93.76毫米的装甲钢板。
甲板装甲在舰艇中线和舷边处分别为179毫米和196毫米，下部装甲延伸至通往舱机舱的通道，舵机上方则有152毫米装甲保护。装甲区两端有277.5毫米的装甲横舱壁，舵机舱周围也配备了同样厚度的重装甲。
炮塔是防御的核心，主炮炮塔面板厚达406毫米，侧面247.5毫米，后部295毫米，顶部175毫米。127毫米口径和弹药舱则用48.75毫米的特制钢板防护，抵御弹片和空中攻击。
指挥塔的装甲防护同样坚固，四周厚度在367.5毫米至406毫米之间，顶部175毫米，底部97.5毫米，确保了指挥人员的绝对安全。
舰底防护采用深达175.26毫米的三层结构，并进行了分离设计，进一步提升了舰艇抵御海底威胁的能力。
“北卡罗来纳”级是美国1937年始建的一级战列舰，该级舰一共两艘，分别为BB-55“北卡罗来纳”号和BB-56“华盛顿”号
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