Подводную часть корпуса прикрывала бронированная палуба, проходящая от форштевня до кормовой башни выше, и далее в корму ниже ватерлинии. Остальная часть корпуса и надстройки осталась без броневой защиты.
Высказывались критические замечания, что как у броненосцев типа «Бранденбург», так и у броненосцев типа «Кайзер» большая часть надводной поверхности корабля осталась не защищенной броней.
Тем не менее, у броненосцев типа «Кайзер» в результате превышения весовой нагрузки осадка так возросла, что броневой пояс почти полностью ушёл под воду. Это явилось причиной последующей крупной модернизации этих кораблей.
Кроме бронирования в систему защиты корабля входили специальные устройства конструктивной защиты в виде бортовых продольных коффердамов (коридоров), разделения подводной части корпуса на крупные основные отсеки и относительно мелкие водонепроницаемые помещения и цистерны, защита котельных отделений ямами с углём, а небронированной части бортов пробковыми коффердамами.
Некоторая неопределённость в развитии технических возможностей того времени отразилась и на котельных установках кораблей, когда на броненосцах «Кайзер Фридрих III» и «Кайзер Барбаросса» установили британские котлы типа Торникрофта, в то время, как на остальных кораблях использовали уже немецкую модификацию котлов «морского» типа системы Шульца, изготовляемые заводом «А.Г.Германия», Берлин-Тегель.
На броненосцах типа «Кайзер» постройки различных верфей число и расположение КО, число и тип установленных в них котлов были различными. При одинаковой общей длине корпуса корабля это отразилось на назначении и длине основных водонепроницаемых отсеков.
На этих кораблях нашло применение ещё одно прогрессивное нововведние. Броненосцы типа «Кайзер» в отличие от броненосцев типа «Бранденбург», имевших по два гребных винта, были первыми крупными кораблями в германском флоте с тремя гребными винтами, после того как это техническое новшество в 1890 г. впервые применили на броненосном крейсере «Кайзерин Аугуста». С этих пор и до проекта линейного корабля типа «Н» (1939 г.) немецкий военно-морской флот неизменно выбирал для своих крупных кораблей энергетическую установку с тремя винтами.
Исключение было сделано только для линейных крейсеров кайзеровского флота, ряда проектов непостроенных линейных кораблей 1915-18 гг., а также авианосца «Граф Цеппелин» (1937 г.), имевших четыре гребных винта. В других военно-морских флотах энергетические установки с тремя винтами встречались довольно редко. В Англии они совсем не нашли применения. Англичане устанавливали на своих броненосных кораблях сначала два, затем четыре гребных винта.
Повышение давления пара в котлах, применение поверхностной конденсации взамен конденсации вспрыскиванием и четырёхцилиндровых паровых машин тройного расширения способствовало как повышению скорости хода, так и дальности плавания.
Из-за непрерывного задымления мостика приземистая форма дымовых труб оказалась очень непрактичной, но этот недостаток очень быстро устранили за счет увеличения высоты дымовых труб.
Броненосец “Кайзер Вильгельм И”
(Фрагмент борта с указанием водоотливной системы одного из отсеков)
Общий план корабля представлял собой гармоничное сочетание артиллерии, мощности машинной установки и условий обитания экипажа, рациональное распределение массы, в необходимых пределах ограниченные размеры надстроек и довольно массивные в нижней части мачты с крупными трубчатыми стеньгами и огромными марсами наподобие французских броненосцев постройки того времени. Более высокий борт, улучшенная мореходность и большой район плавания при всесторонней гармоничности и простоте конструктивных узлов явились следствием подобных улучшений.
Высокий надводный борт носовой части кораблей обеспечивал хорошую мореходность, а 150-мм орудиям достаточную высоту ведения огня над уровнем моря (почти 7,25 м над ватерлинией при нормальном водоизмещении, против 5 м для 105-мм орудий у «Бранденбургов»).
Однако считавшийся необходимым для создания лучшей мореходности высокий борт, наличие больших надстроек для размещения экипажа сильно увеличивали силуэт и, соответственно, парусность корабля, понижая таким образом его остойчивость.
Для обеспечения остойчивости из-за высоко расположенного веса башен и, возможно, также для экономии водоизмещения при значительной высоте надводного борта в носовой части корпуса пришлось сократить длину верхней палубы в кормовой части и понизить положение кормовой башни главного калибра.
Немецкие конструкторы продолжали максимально использовать разделение трюмов корабля водонепроницаемыми переборками на множество отдельных отсеков и цистерн, наряду с довольно совершенной для того времени искусственной вентиляцией внутренних помещений.
В германском военном судостроении стандартная величина шпации или расстояние между шпангоутами (шп.) равнялось 1,2 м, а отсчёт шпангоутов начинался с кормы. Набор корпуса включал 100 шпангоутов. Начиная от оси баллера руля в нос, корпус корабля разделили на 96 шпаций. В нос от 96-го шп. расместили форштевень в виде ярко выраженного тарана длиной 4,5 м. В корму отсчитывали шпангоуты со знаком минус. Подзор кормы вместе с ахтерштевнем, сформированный набором от -1-го и продолжавшийся за -4-й шп., на 5,6 м уходил в корму за 0-й шп. По высоте корпус корабля разделили семью палубами, часть из которых проходила через весь корабль, в части корпуса настилом внутреннего (второго) дна, а в носовой и кормовой оконечностях настилом трюма. Сверху вниз располагались: сигнальная палуба, палуба надстроек (спардек), верхняя палубы (полубак), батарейная, бронированная, промежуточная, платформа (твиндек) и настил внутреннего дна.
Цельноклепанный корпус разделили водонепроницаемыми переборками на XIII основных отсеков. У кораблей первой серии постройки различных верфей назначение и длины части основных отсеков не совпадали и были различными.
На всех броненосцах I-й и И-й основные отсеки были одинаковыми и располагались с 0- го по 9-й и с 9-го по 14-й шп., соответственно, длиной 10,8 м и 6 м. Ниже бронированной палубы в них установили механизмы привода руля, основную и резервную рулевые машинки, разместили механическую мастерскую с токарным станком, аккумуляторную батарею аварийного освещения и кладовые различных запасных частей. С 0-го по 6-й шп. имелась часть пустых помещений. С 11-го шп. размещались погреба 240- мм снарядов и зарядов.
К корме от I-го основного отсека от -4-го по 0-й шп. в пространстве между бронированной и батарейной палубами, на тонкой стальной палубе, бывшей продолжением в корму бронированной палубы, установили кормовой надводный торпедный аппарат (ТА) с запасными торпедами. С 0-го по 6-й шп. находились салон и кабинет командира корабля и кладовые офицеров. Во И-м основном отсеке по 14-й шп. разместили различные служебные помещения, а по ДП с 11-го шп. основание и барбет кормовой 240-мм башни.
На броненосцах «Кайзер Фридрих III» и «Кайзер Вильгельм II» постройки имперской верфи в Вильгельмсхафене Ш-й основной отсек длиной 7,2 м занимал пространство корпуса с 14- го по 20-й шп. На остальных трёх броненосцах постройки других верфей он был на шпацию короче (6 м) и располагался с 14-го по 19-й шп. Ш-й основной отсек по ДП занимал барбет кормовой башни, ниже бронированной палубы основание 240-мм башни, погреба и подъёмники 240- мм снарядов и зарядов, погреб зарядных отделений торпед кормового ТА. На промежуточной палубе ближе к бортам разместили погреба 88-мм унитарных патронов, а ниже на палубной платформе погреба 150-мм снарядов и зарядов кормового двухорудийного каземата.
На броненосцах «Кайзер Фридрих III» и «Кайзер Вильгельм II» в IV-м основном отсеке пространство корпуса ниже бронированной палубы от 20-го до 28-го шп., на трёх остальных с 19-го по 27-й шп. одинаковой длины 9,6 м занимало кормовое машинное отделение (МО). В нём по ДП установили главную паровую машину, вращавшую средний гребной вал, и её различные вспомогательные механизмы. Ближе к бортам на палубной платформе разместили четыре динамомашины и погреба 150-мм снарядов и зарядов угловых казематов. В пространстве между бронированной и батарейной палубами находились каюты кондукторов. В цистернах двойного дна с 24-го по 32-й шп. содержалась котельная питательная вода.