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伍斯特級巡洋艦是美國海軍的最後全艦炮型輕巡洋艦，由於戰爭結束，僅建造兩艘。戰後用途有限加上導彈科技快速發展，本級艦很早就除役了。
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“伍斯特”級使用雙煙囪、平甲板外型。儘管過渡時期的設計還是以單煙囪為主，這樣有利於節省甲板空間以佈置更多的武器、同時還能縮短裝甲帶長度節省重量，比如俄勒岡級。
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但是一個大的、合併式的鍋爐艙並不利於遭到攻擊後安全性的提高。同樣的，即使修改了彈射器的位置將船體長度適度減短，但是為滿足6座雙聯裝炮塔快速射擊所需的供彈彈藥艙的空間，船體尺寸甚至超過了之前的“克利夫蘭級”。
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伍斯特級的水線長度為664英尺、寬70英尺8英寸、最大吃水26英尺，排水量達到14700噸。這種尺寸在安裝6英寸主炮的輕巡洋艦中屬於空前規模，僅比有“最後的重巡”之稱的德梅茵級要小，但卻也超越了包括巴爾的摩級重巡洋艦在內的其他任何國家的所有類型輕重巡洋艦。
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舷側及鍋爐艙外主裝甲帶厚度5英寸，設計長度為379英尺，深入水下4英尺11英寸，然後厚度減為3英寸厚度，裝甲帶的總寬度為9英尺6英寸。船艏部分的在水線處有2英寸厚、深入水下4英尺6英寸深的裝甲保護。
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側裝甲帶與上甲板1英寸厚度的水平裝甲構成了“裝甲盒”，但是主要的水平防護是那層3.5英寸的輪機艙裝甲。全部的裝甲重量合計2119噸，佔全艦標準排水量的14.3%左右。
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採用經過實驗證明效果良好的設計原則進行船體內部隔艙設計。每個鍋爐都有獨立的隔間。同海軍最後建造的重巡洋艦得梅因級一樣，橫向裝甲防水隔壁將整個裝甲盒內部分割成6個主要隔艙。
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基於戰時防空艦的實際使用經驗，將最初設計的100000馬力輸出修改為120000馬力，以實現最高達到33節的航速（為了能跟隨設計中的中途島級大型航空母艦的作戰）。
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最後定型的14000噸設計排水量（實際下水時則超過了14700噸），遠遠超越了同樣裝備有12門6英寸炮的“克里夫蘭級”輕巡洋艦。
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其中一個主要的原因，是因為克里夫蘭級了更為緊湊的三聯裝炮塔，而且設計中並不要求這種炮塔能實施對空射擊，所以也就沒有那麼多複雜的俯仰系統，在重量上也要小的多。
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而伍斯特上的每門6英寸47倍徑半自動炮，都擁有獨立的彈藥提升裝置。使用油壓驅動的俯仰系統，最大能實現78度的仰角。
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相對於“克里夫蘭級”173噸重的三聯裝炮塔，新艦的雙聯裝炮塔竟然重達208噸，這也是為了實現大仰角高射速和較高的迴旋能力而安裝複雜的俯仰迴旋裝置與供彈機構所造成的。
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由於新的炮塔是如此的沉重，因此考慮到船體穩定性和問題，設計師沒有采取傳統的全揹負式佈置形式，最靠近艏艉的4個炮塔（1、2、5、6號炮塔）平行安裝在露天甲板上，只有靠近前後艦橋的那兩個炮塔才被以揹負式的方式安裝在加高的炮塔座圈之上。
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這樣的安裝方式只是以少量犧牲的近距離正前方平射火力的代價，解決了船體重心過高的問題，而且適度節省了消耗在防護上的重量。
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最初的設計中，提供近距離對空火力的是11座四聯裝或者雙聯裝的40毫米博福斯機關炮，以及20門20毫米厄利孔機關炮。但是在隨後的建造中，所有的博福斯炮被12座雙聯裝50倍徑3英寸炮所取代。
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因為這種後者這類中口徑高炮，是海軍專門為能發射配備了無線電炸引信的高效能炮彈而設計的，較之前者對於來襲的敵機更有殺傷力。修改後，20毫米厄利孔機關炮也被削減到12至16門。
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船艉處安裝有兩臺彈射器，甲板下安裝有配備了升降機的機庫，總計能攜帶四架水上飛機。但是在伍斯特號建成服役之前，她的姐妹艦並不曾擁有類似裝置。同梅德因級一樣的是，“伍斯特”號的設計也同克里夫蘭級擁有許多類似的地方。
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標準排水量14700噸，滿載排水量17997噸；艦長207.1米，寬21.3米，吃水7.6米；4臺巴布考克-威爾考克斯式鍋爐，4臺通用電氣式蒸汽輪機；最高航速33節，續航力8000海里\\15節；編制1560人。
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6座雙聯裝Mk-16型152毫米47倍徑艦炮；12座雙聯裝Mk-33型76毫米50倍徑高射炮；6座雙聯裝厄利空20毫米機關炮。
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