Составление проекта линейного корабля началось в конце марта 1914 г., как только были получены данные по весам и габаритам четырехорудийных 16" башен, разработанных непосредственно по тактическим заданиям МГШ башенным техбюро ГУК при Адмиралтейском заводе. Это был единственный элемент нагрузки, который можно было получить, не имея главных размеров корабля, он и послужил базой для определения водоизмещения и размеров проектируемого судна.
При определении размерений проектируемого линкора конструкторы столкнулись с недостатком водоизмещения. Причиной были ограничения МГШ по осадке, которая, во избежание общего дисбаланса проекта, оказывала значительное влияние на длину, ширину и, соответственно, водоизмещение проектируемого судна. Поскольку для сообщения кораблю определенных МГШ скоростных характеристик надлежало сообщить ему подходящий коэффициент формы, он был принят равным 0,567, что было больше, чем у «Измаила» (0,538), но лучше, чем у «Севастополя» (0,575). Подобная характеристика полноты корпуса нового линкора отражала принципиальную возможность придания ему обводов, необходимых для развития требуемой скорости в 25 уз. В ходе проектирования по значениям осадки и коэффициента полноты были рассчитаны характеристики длины, ширины и водоизмещения, имеющие наиболее оптимальные соотношения. Обосновывая в пояснительной записке к проекту значение водоизмещения, которое было определено в 35600 метрических тонн, И.Г. Бубнов заключал: «Эта цифра является наибольшим пределом, которого можно достичь при заданном углублении в 30 фут (т. е. 9,15 м — Авт.), и то благодаря исключительно большому весу главной артиллерии и некоторым особенностям обводов судна». Главные размерения корабля получились следующими: длина -210 м, ширина — 32,6 м, осадка — 9,15 м[109].
Артиллерийская часть была выполнена в полном соответствии с заданиями Морского генерального штаба — 12 16"/45 орудий размещались по четыре в трех башнях равномерно по длине корабля, причем первая башня была поставлена на приподнятом полубаке, предусмотренном для улучшения мореходности. Высота осей орудий над ватерлинией составляла — носовой башни 11,15 м, средней и кормовой — по 8,90 м. Углы горизонтальной наводки составляли: носовой 60° от траверза в корму, т. е. по 150° на борт, средней по 140° на каждый борт, и кормовой по 160° на борт. (Подробнее история создания типа русского морского 16" орудия и разработка проекта четырехорудийной установки для него описана ниже)[110].
Противоминная артиллерия проекта состояла из 24 130 мм/55 новейших орудий «образца 1913 г.», выпуск которых только что освоил Обуховский завод. Эти пушки, продемонстрировавшие на испытаниях в 1913 г. исключительно удачные баллистические характеристики, были спроектированы для находившихся в постройке черноморских дредноутов класса «Императрица Мария» и планировались к установке на линейных крейсерах класса «Измаил». В проекте нового линкора 24 таких орудия располагались в казематах под верхней палубой четырьмя группами по три орудия по каждому борту. Расстояние от осей противоминных орудий до ватерлинии составляло 4,85 м, что было недостаточно для их эффективного использования в свежую погоду. Однако какой-либо альтернативы такому размещению, принимая во внимание категорическое требование МГШ о максимальных секторах обстрела главной артиллерии, быть не могло. Сектора обстрела противоминных орудий составляли — концевых плутонгов по 120° на борт (90° по диаметральной плоскости и 30° за траверз), бортовых плутонгов — также по 120° (по 60° от траверза). Боезапас каждой противоминной пушки состоял из 225 выстрелов, места же было предусмотрено на 250 выстрелов.
С каждого борта помещалось по четыре двойных 450мм торпедных аппарата и по одному одинарному. В нормальную нагрузку было включено по три торпеды на аппарат, места же имелось для пяти.
Исходя из требований МГШ о развитии новым линейным кораблем скорости полного хода в 25 узлов, И.Г. Бубновым были сделаны расчеты, показывающие, что «мощность механизмов для скорости в 25 узлов при таких размерах судна должна быть около 62 тыс. л. с, то есть близкой к мощности турбин на крейсерах типа „Измаил“, ввиду чего эти турбины и были вчерчены в представляемый проект без изменений…»[111]. Все четыре турбины располагались в один ряд в двух соседних отсеках, разделенных между собой переборкой в диаметральной плоскости корабля. Позади турбинных находились отсеки главных холодильников.
В соответствии с пожеланиями МГШ о применении наиболее эффективных котлов в проекте были предусмотрены двенадцать чисто нефтяных котлов новейшего типа, примененных на эскадренном миноносце «Гавриил». Производительность каждого такого котла составляла примерно 7500 л. с, таким образом мощность, необходимая для развития полного хода, могла быть достигнута при действии 75 % всех котлов. Котлы располагались по три в ряд в четырех независимых отсеках, из которых два находились впереди, а два позади машинного отделения. Это была еще одна интересная особенность компоновки нового линкора, отсутствовавшая в проектах предшествующих русских дредноутов. Она преследовала цель сокращения потерь пара при передаче от котлов к турбинам за счет существенного уменьшения длины паропроводов. Подобная идея выдвигалась МГШ еще в 1907 г. при подготовке заданий на проектирование первых русских дредноутов нового типа (класс «Севастополь»), но не была реализована тогда.
Запас нефтяного топлива для котлов предполагалось разместить исключительно в междудонном пространстве, причем вместимость нефтяных отсеков соответствовала запасу топлива в 3800 т, что давало требуемый район плавания в 5000 миль 15-узловым ходом. Однако из этого запаса нефти в нормальную нагрузку, соответствующую осадке 9,15 м оказалось возможным включить лишь 1300 т, что примерно соответствовало дальности в 1700 миль. Как и в прежних проектах русских дредноутов, в кормовой части имелись два балансирных руля, оба находились в диаметральной плоскости, друг за другом.
Общий вес бронирования в проекте составлял около 33 % от нормального водоизмещения, без учета брони вращающихся частей 16" башен, отнесенной к весу вооружения. Спроектированный корабль имел полностью бронированный, кроме полубака, надводный борт. Главный броневой пояс толщиной 280 мм на 80мм лиственничной подкладке располагался от уровня средней палубы до отметки 1,75 м ниже ватерлинии и защищал 2/3 длины корабля. Остальная часть поясной защиты в корме на протяжении 26,5 м имела толщину 175 мм, а в носу — 200 и 100 мм. Верхняя часть борта между средней и верхней палубами, включая казематы 130мм орудий и их скосы, была защищена сплошной полосой брони в 75 мм, начиная от форштевня, и заканчивая в 23 м от кормы. Первоначальные требования МГШ предусматривали здесь 125мм броневую защиту, однако подобная толщина брони была обоснованно сочтена И.Г.Бубновым излишней и, ввиду необходимости жесткой экономии веса, заменена на 75 мм. В соответствии с идеей "расслоенного" вертикального бронирования, за внешним бортовым броневым поясом проходил внутренний, отстоящий от борта на 4,5 м. В уровне между верхней и средней палубами он был выполнен из 25мм стальных листов, а между средней и нижней — из 75мм цементированных плит. Система всех подкреплений за броней была взята по типу спроектированного И.Г. Бубновым совместно с А.И. Масловым и его группой конструкторов месяцем ранее «IV линейного корабля для Черного моря» («Император Николай I»)[112].
Поясное бронирование цитадели линкора дополнялось поперечными траверзами, перегораживающими корпус от борта до борта на 33 шп. в носу и на 153–156 шп. в корме. «Ступенька» в корме требовалась потому, что в уровне между верхней и средней палубами кормовой траверз защищал концевую пару 130мм орудий, что требовало создания дополнительного защищенного броней объема каземата. Траверзные прикрытия предусматривались переменной толщины. В носу — 25 мм между верхней и средней палубами, 150 мм между средней палубой и кубриком. В корме — 75 мм между верхней и средней палубами, 300 мм — между средней и нижней, и 150 мм между нижней палубой и кубриком.
