「伊莉莎白女王」級在所有二戰後建成的大中型航母中是最標新立異的一型，採用了很多開創性的設計，在傳統的美、俄、法式航母之外走出了一條新路。
> 航行在直布羅陀巨岩前的「女王」號，這是皇家海軍百年來傳統的拍攝地點
【 尺度 】
「女王」級標準排水量6.5萬噸，但艦體結構允許在服役期的升級中增加到7萬噸，滿載排水量7.06萬噸。飛行甲板長280米，寬70米，吃水11米，續航距離1萬海里/15節。這個尺度僅次於「福特」級和「尼米茲」級，在現役航母中能排到第3位。
不過隨著我國新一代航母、法國新一代PANG航母的出現，今後「女王」級的座次將逐步往後靠。下圖是PANG和「女王」號共同接受海上補給的想像圖。
【 動力系統 】
「女王」級在設計之初就明確採用常規動力以節約成本，它的IFEP綜合全電推進系統為CODLAG柴電燃聯合形式，配備2台羅羅MT30燃氣輪機（單台功率36兆瓦）、2台瓦錫蘭16V38渦輪增壓柴油發電機（單台功率11.6兆瓦）和2台瓦錫蘭12V38渦輪增壓柴油發電機（單台功率8.7兆瓦），全艦動力總功率112.6兆瓦。
4台GE Power Conversion公司的AIM先進感應電機（單台輸出功率20兆瓦）每2台串聯一根主軸，驅動一隻直徑6.7米、重33噸的青銅製大側斜定距螺旋槳，總輸出功率10.8萬軸馬力。這個功率遠低於「小鷹」級的28萬軸馬力，所以「女王」級的最高航速只有25節，而「小鷹」級則高達33.6節。
這是大型航母上首次採用燃氣輪機，也是首次採用全電推進系統。羅羅的MT30艦用燃氣輪機衍生自為波音777開發的「瑞達800」三轉子渦扇發動機，體積緊湊重量輕，核心機長度只有4.5米，整個發動機模塊長8.7米，寬3.54米，重77噸，全權數位化控制系統集成了告警、監控和消防功能，自動化程度非常高。
> 「女王」號海試時羅羅工程師在艦上檢修，MT30燃氣輪的體積和動輒幾層樓高的傳統艦船主機相比非常袖珍
MT30燃氣輪還廣泛運用在「第里雅斯特」級兩棲攻擊艦、「朱姆沃爾特」級驅逐艦、「自由」級濱海戰鬥艦、26型、「大邱」級和「最上」級護衛艦上，產量超過50台，占據了西方新型主戰艦艇的半壁江山。
瓦錫蘭38系列柴油機發電機零部件少，可靠性高，所需維護工時數低，可以適應多種燃料，「女王」級低速巡航時的油耗僅和「無敵」級相當，費效比很高。AIM電機由科孚德VDM 25000模塊化變頻器驅動，可以在使用範圍內靈活調節主軸轉速，從而省去了傳統的減速齒輪箱。
> 吊裝中的AIM電機
在全電推進系統中動力機組只負責以最高效率的工況帶動發電機發電，電力經電纜傳輸給感應電機，由後者驅動主軸。因為取消了機械硬連接，主機無需遷就主軸的位置，總體布局更加靈活。2台燃氣輪機布置在右舷前後艦島下方的外飄平台上；4台柴油機分為兩組位於中線偏左的艦體底部以增加穩性；每1台燃氣輪機和2台柴油機共用一套進/排氣系統和煙囪；4台驅動電機則安裝在艦艉的4個隔艙內。
分散布置動力艙室極大地提高了整個動力系統的生存力和損管能力，進/排氣管道和軸系也可以優化布置，減少占用艦內空間。MT30燃氣輪機採用模塊化結構，可連同外殼一起拆卸更換；維修時不需拆卸整機，換裝模塊後無須重新校正，平均修理時間僅為4小時，大幅度節約了維護工時。
> 在羅塞斯船廠建造中的「伊莉莎白女王」號，圖為底艙中的瓦錫蘭柴油機組
除了驅動螺旋槳，綜合全電推進系統還向全艦的武器、傳感器、指揮控制系統及低壓電網供電，根據各系統的用電情況靈活分配電力。
【 雙艦島 】
「女王」級開創性地採用雙艦島設計是由它的動力系統決定的。為了容納兩組進/排氣道和煙囪，傳統的單一艦島不可避免地將變得十分巨大，前後占據相當長的甲板空間，底下的動力艙也不得不集中在一起。下圖是4型航母的艦島尺寸對比，安裝4台羅羅「奧林帕斯」TM3B燃氣輪機的「無敵」號艦島長度是「布希」號的近3倍。
為此BAE系統公司別出心裁地將艦島一分為二，兩個艦島的位置就在相應主機艙的正上方，可以將煙道長度壓縮到最短，「女王」級雙艦島的總長度也只有「無敵」級的2/3。
這一的布局還有很多其它好處：
- 前艦島的航海艦橋和後艦島的航空管制中心分置，各司其職，互不干擾。而且兩個艦島各自位於最優化的位置，航海艦橋得到良好的前向視野，航空管制中心則位於中部便於觀察整個飛行甲板，監控起飛和近進、著艦作業。
- 前艦島上的遠程對空監視雷達和後艦島上的中程搜索雷達以及各類通信、電子戰天線拉開了安裝距離，具有更好的電磁兼容性。
- 增大了飛行甲板面積，在兩個艦島之間布置了前升降機和2個停機位。
- 縮小艦島總體積可以減弱在飛行甲板上空造成的湍流，有利於飛機起降作業。
- 提高了生存能力，即使一個艦島遭到戰損另一個艦島還能提供備份，保留基本的操艦、航行能力，系統冗餘度高。
「女王」級的前艦島安裝有航海、導航、遠程探測和警戒、編隊通信設備，後艦島安裝有航空指揮、艦機通信、電子對抗等設備，主桅可放倒以便通過福斯大橋。艦島外形科幻，基座外傾以縮小底部截面積，提高艦島內部容積，艦橋之上的部分內傾呈金字塔狀增強隱身能力，優化空氣流場。
前後兩個艦島面對飛行甲板一側設立了軍艦上非常罕見的巨型舷窗，尤其是突出的航空管制中心，舷窗高達3米，擁有290°的視野，該玻璃能夠抵禦直升機旋翼的掃掠。艦島上還設置了大型電子信息板和指揮紅綠燈，向機組和飛行甲板作業人員提供甲板狀態信息，提高效率。
> 航空艦橋內部
繼「女王」級之後，雙艦島配置在常規動力航母中風靡一時，義大利的「第里雅斯特」級兩棲攻擊艦、韓國的LPX-II航母都採用了這種設計。
> 今年8月12日進行第一次海試的「第里雅斯特級」號，滿載排水量3.3萬噸
「女王」級的自動化程度很高，6萬噸級的航母艦員只有679人，艦載機上艦後加上航空作業人員也只有1600人，遠遠少於美國超級航母的6000人和「戴高樂」號的1950人。
> 航海艦橋內景
【 飛行甲板 】
「女王」級的飛行甲板非常寬大，面積達到1.6萬平米，僅比10萬噸級的「尼米茲」級少2千平米，而且形狀非常規整，除了突出的艦艏部分後面基本就是一個矩形，便於艦載機的停放和轉運。
「女王」級採用短距滑躍起飛垂直降落的作業方式，整個飛行甲板被分為13個區域，分別是中線偏左的跑道，從舷側左前部開始逆時針設置的「指節」區（2架）、1-4號待機區（4架、4架、6架、6架）、後升降機（2架）、航管園區（5架）、前升降機（2架）、艦橋園區（5架）、滑躍跳板右側的「墓地」（5架）、中線左側的滑行道和末端的「中線區」（4架），極限狀態在不影響起飛的情況下可以停放45架F-35B。
跑道中部顏色較深的部分為滑躍起飛的起滑區，隱身構型內油內彈的輕載F-35B從平行於前升降機的前起飛點起滑，滑跑距離為122米；採用外掛「野獸模式」的重載飛機從平行於航空艦橋的後起飛點起滑，滑跑距離167米。從飛行甲板俯視圖看絕大部分飛機都是從前起飛點放飛的，因為只有前起飛點被向下偏轉的尾噴口燻黑了。
在2005年公開的Delta方案效果圖中，起飛跑道上設有擋焰板，但最終建造時卻被取消了。究其原因是左舷外飄甲板面積足夠大，停放在此處已經完成發動機試車的戰鬥機不會受到起飛飛機尾噴流的影響，前機起飛後後機只需左轉駛上跑道就能緊接著起飛，放飛效率甚至還高於需要等待擋焰板升降的縱列排隊方式。這樣的設計出自皇家海軍的實戰經驗，在馬島戰爭中同樣沒有配備擋焰板的「無敵」號可以在50秒內放飛4架「海鷂」戰鬥機。
滑躍跳板由BAE系統公司和洛馬聯合研製，跳板長61米，頂部高度6米，傾斜角度為12.5度。這是所有常規航母上最長的一座滑躍跳板，相比美國兩棲攻擊艦那樣的水平起飛方式可以將艦載機起飛載荷提高20% - 代價就是艦載機起落架必須承受更大的壓力。
> 2018年9月25日，英國皇家海軍飛行員內森·格雷中校駕駛隸屬於美國海軍帕圖森特河航空站第23測試與評估中隊的一架F-35B在新澤西外海完成了「女王」號的首次滑躍起飛，可以看到航母處於輕載狀態，球鼻艏露出相當部分。在此之前他和另一位空軍飛行員剛剛實現了F-35B在「女王」號上的首次著艦。
整個飛行甲板共設了6個直升機起降點，但在執行兩棲攻擊任務時最多可同時起降10架EH-101級別的直升機，正常作業時右舷末端為直升機專用整備區域。
> 電腦模擬的兩棲戰最大出動狀態
F-35的發動機尾焰溫度高達1500°C，只能使用3個位於跑道左側邊界線上的專用著艦點，這裡鋪設有鈦鋁合金耐熱塗層的，可以抵禦F-35的高溫高壓噴流。同樣從燻黑的痕跡看後面兩個著艦點使用最頻繁，5號起降點的痕跡則是直升機起降留下的。
按正常程序F-35B在「女王」級上採用垂直降落方式著艦，和過去的「海鷂」相同：先低速飛到左舷懸停，然後慢慢向右側漂移到著艦點上空，確認狀態後再垂直降落。這種方式回收速度比較慢，從飛越艦艉到觸艦耗時70-90秒，氣象條件不好時控制難度很大，而且受發動機推力限制能攜帶回母艦的彈藥/燃油載荷有限。
為此皇家海軍專門為F-35B開發了SRVL短距滑跑垂直降落方式，著艦飛機將尾噴管偏轉並打開升力風扇後按照正常下滑航跡以70節的速度進近，觸艦後依靠高效的防抱死剎車裝置在滑跑很短一段距離後將飛機停住，全程只需20秒。
這種方式優點很多，因為混合使用了機翼升力和發動機矢量推力，著艦重量比垂直降落方式大幅增加，可以帶回更多昂貴的彈藥；降低升力風扇和相關系統的機械磨損，節約維護費用；減弱了尾噴管對甲板耐熱塗層的燒蝕現象；整個著艦過程軌跡流暢，維持一定的空速，操縱性更好，可以有效適應甲板的起伏晃動。
要區分這兩種著艦方式比較簡單，觸艦前飛機帶有一定仰角的是SRVL方式，呈水平狀態的是垂直降落方式。因為女王級沒有配備助降鏡系統，採用SRVL方式著艦時完全依靠飛行員的頭盔顯示器輔助信號引導著艦。
理論上3個耐高溫降落點可以同時操作，但是因為3者的間距分別為45.7米和30.5米，後兩點對於機長15.7米的F-35B來說過近，只能同時使用前後兩個點，而且必須採用垂直降落方式，回收速度可能還不及用整個跑道進行SRVL降落。
當只使用中、後兩個點垂直降落時是可以同時進行前起飛點起飛作業的，但實際中還從未觀察到皇家海軍這樣操作過，因為垂直降落髮動機噴流影響的範圍相當大，幾乎波及飛行甲板的整個後半部；採用SRVL降落時也無法同時起飛。
「女王」和「福特」級一樣採用綜合補給站式甲板作業，回收的飛機在站內可以完成加油、掛彈、維護等操作，不必像過去「無敵」級那樣分部前往不同地點作業，提高了整備效率。主彈藥升降機設置在兩個艦島內部，提高了防護水平，支持左側的大片整備區，兩個艦島右側留有一條彈藥轉運通道，不干擾飛行甲板的航空作業。飛行甲板上左後方還設有一座小型反潛彈藥升降機，支持直升機整備區的反潛戰作業。
在新一代航母上飛機升降機大型化已經成為一股潮流，「福特」級和「伊莉莎白女王」級都是如此。「女王」級的舷側升降機非常寬大，載重能力達到70噸級，可以一次運輸2架F-35B，在60秒內提升到飛行甲板，「支奴干」直升機甚至不摺疊旋翼就可以進出機庫。而且升降機呈現倒梯形，內側開口大，外側開口小，減少高海況上浪對升降機及機庫的影響，還能增加艦體強度。
「女王」級的機庫長163米，寬26米，高7.1米，面積4200平米，可以容納24架F-35B和10架「灰背隼」，或者是45架中型直升機。機庫內設有20個飛機綜合維修區。
總體而言「女王」級的飛行甲板還是設計得相當成功的，最大出動率達到24小時內110架次，5日日均出動率84架次（「尼米茲」級最大日出動率為170架次，5日日均出動率140架次）。最大放飛速度為15分鐘24架，最大回收速度為24分鐘24架（「尼米茲」級為30分鐘彈射72架，1分鐘阻攔著艦1架）。
「女王」級在應急最大起飛/回收速率方面和「尼米茲」級差距並不大，但持續作業能力明顯下降很多，其瓶頸主要在於加油、掛彈等支持能力和飛機的總數量。艦艏右側停機區距離起飛點過遠，當甲板中後部的整備飛機都起飛後停在「墓地」區的飛機需要滑行超過半個艦體的長度並180°掉頭後才能準備起飛。
【 艦載機 】
「女王」級的標準艦載機配置是36架F-35B和4架AW101 HM2s「灰背隼」直升機，後者擔負反潛、搜索、救生等任務。36架F-35B可以組成3個打擊波次，一次投入2個波次進攻，剩下12架執行艦隊防空和作為備份；或者在空中持續維持1個波次。
英國最初預計採購138架F-35B，大幅削減數量後目前只訂購了48架，可能最多增加到80架，滿編4個作戰中隊。已交付的21架中有3架隸屬皇家空軍第17測試評估中隊留在美國進行測試和訓練，剩餘18架進入第207中隊（轉換中隊）和第617中隊服役，但由皇家空軍和皇家海軍的飛行員共同操作，同時具備岸基和艦載作業能力。
在中短期內英國航母缺飛機會是常態，即使48架F-35B全部交付完畢且全部交給皇家海軍運作2艘航母都無法滿編，再加上皇家空軍的需求，儘量保障其中一艘航母配備18架的最低限度都相當吃力。
> 今年7月7日「威爾斯親王」號第一次海外巡航到訪直布羅陀，也在巨岩前拍照留念，可惜甲板上是空蕩蕩的
為了參加這次CSG21亞太巡航，第617中隊派出了8架F-35上艦，這已經占到英國全部可出動F-35的44.4%。早在去年9月4日，美國海軍陸戰隊VMFA-211戰鬥攻擊機中隊的10架F-35B就已進駐英國馬漢空軍基地和第617中隊一起訓練，共同組成這次巡航的固定翼作戰力量。在此之前第211中隊作為陸戰隊第2支裝備F-35B的作戰中隊已經在「埃塞克斯」號兩棲攻擊機上參加過中東地區的前沿部署，是美國三軍第一支投入實戰的F-35部隊，作戰經驗遠比皇家空軍豐富。
目前皇家海軍沒有固定翼預警機，「無敵」級上的「海王」ASaC.7已經在2018年正式退役。作為替代，皇家海軍與2017年向洛馬英國分部訂購了10套「瞭望台」預警雷達套件。該套件採用模塊化設計，可以安裝在皇家海軍所屬的30架「灰背隼」HM.2中的任意一架上。
在項目早期，洛馬用於競標的雷達系統是自家F-35上AN/APG-81雷達改進而來的多功能雷達，後來又改用以色列埃特拉公司的EL/M-2052雷達，均為有源相控陣體制，安裝在機身兩側的短艙內。但因為預算問題，皇家海軍最後選擇將「海王」預警直升機上的「搜水」升級為「搜水 2000 AEW」型，仍然採用機械掃描脈衝都卜勒體制，最大對空搜索距離約100公里，最大對海搜索距離約300公里，最大追蹤目標數600個。該雷達安裝在機身左側的一個半球形充氣雷達罩內，平時收起貼緊機身，使用時支架偏轉90度垂在機身下方。
> 從上到下分別為地面癟氣狀態、正常飛行狀態和放下雷達罩後的工作狀態
加裝「搜水」雷達的「灰背隼」最大航程800公里，滯空時間4小時，升限4400米，雖然能力有限，仍然給「女王」級帶來了寶貴的空中預警及指揮控制能力。第一架「灰背隼」預警直升機在今年3月加入皇家海軍第820中隊，本次亞太巡航「伊莉莎白女王」號攜帶了3架，但因為達到初始作戰能力的時間被推遲到今年下半年，目前它們的預警系統尚未完全通過認證，只具備最基礎的作戰能力。
自「海洋」號兩棲攻擊艦在2018年退役後皇家海軍已經沒有兩棲攻擊艦，為此「女王」級不得不承擔起相應的兩棲作戰職能。2015年11月，英國政府發表的「國防與安全戰略審查報告」中說明其中一艘航母將增強兩棲作戰能力，從實際建造情況看很可能是「威爾斯親王」號。兩棲戰的艦載機編成為2架「支奴干」運輸直升機，10架「灰背隼」和若干「山貓」突擊直升機、若干AH-64「阿帕奇」武裝直升機、4架「灰背隼」反潛型。
> 「威爾斯親王」號上的「阿帕奇」
2021年3月，媒體報導皇家海軍正在考慮在3-5年內為「女王」級配備電磁彈射和阻攔裝置，最大彈射重量為25噸，阻攔降落重量為21.3噸。該系統不足以支持F-35C艦載型，主要用於未來的無人艦載機，執行攻擊、電子戰、空中加油、預警等任務，以替代部分直升機平台。
探測、防禦系統 】
「女王」級配備了相當強大的雷達探測系統，在前艦島頂部安裝了一部S1850M遠程電子掃描搜索雷達，它是泰勒斯SMART-L雷達的改進型，水平方向機械掃描，垂直方向電子相掃，探測距離400公里，可同時跟蹤1000個目標，具備發現隱身目標的能力，並能探測、跟蹤大氣層外的彈道飛彈。英國的45型驅逐艦，法國和義大利聯合研製的「地平線」級護衛艦都安裝了同型雷達。
後艦島頂部安裝的是BAE系統公司的997型三坐標中程主動相控陣雷達，探測範圍200公里，可同時跟蹤900個目標。按BAE系統公司的宣傳該雷達可以在20公里距離上跟蹤以3馬赫速度飛行的網球大小目標，還具備強大的抗干擾能力。997型還裝備在13艘23型護衛艦、2艘兩棲船塢運輸艦和已經退役出售給巴西的「海洋」號兩棲攻擊艦上。
「女王」級採用這兩型成熟而高效的雷達系統彌補空中預警力量的不足，增強遠程探測和低空補盲能力。而且和艦隊中的45型驅逐艦、23型護衛艦型號相同，降低了後勤維護壓力。
因為經費原因，「女王」級只配備了最基本的近程防禦武器，按照設計包括3座「密集陣」近防炮和4座30毫米ASCG自動炮。
但就是這樣的低標準配置都沒能配齊，「女王」號原本計劃在2017-2020年執行的CIP改裝期加裝的4座ASCG全部缺裝，只好以人工操作的12.7毫米重機槍和M134 7.62毫米轉管機槍替代。
> 第3座「密集陣」也是拖到去年12月初為了執行亞太巡航才緊急加裝的，右側的ASCG平台仍然空著
為了應對日益嚴重的高速小艇威脅，這次巡航中英國艦隊的2艘驅逐艦和2艘護衛艦上攜帶了4架「山貓」艦載機，它們可以掛載多達20枚射程8公里的LMM輕型多用途飛彈，執行反快艇任務。
「女王」級自身的被動防禦措施也相當少，僅在關鍵部位安裝了凱夫拉裝甲用於彈片防禦，沒有安裝鋼製裝甲。右舷艦島下方外飄突出部內安裝的2台燃氣輪機面對掠海攻擊的現代反艦飛彈實在是顯得非常脆弱，不過「女王」級本來就沒打算參加高烈度海戰。
> 燃氣輪機大致安裝位置
略顯諷刺的是，雖然艦載機和防禦武器都缺編嚴重，「女王」級的生活設施卻堪稱豪華，包括一座電影院，5個健身中心，1座教堂，配備67名員工的4座廚房和4個大型餐廳，最大的一個餐廳可在1小時內準備960份飯菜。艦艉的艦隊司令和艦長住艙面積非常大，還擁有一個外部小平台，保留了殖民時代風帆戰艦的遺風。艦上還有一座8床位醫院，擁有11位醫務人員，可以在海上進行外科手術和牙醫手術。470間臥室共有1600張床位，可隨艦配備一個250人的陸戰隊連。
【 質量問題 】
2艘「女王」級服役後發現相當多的質量問題，被媒體報導最多的就是漏水。「伊莉莎白女王」號海試時一根主軸的軸封漏水，每小時滲入200升海水。皇家海軍在該艦服役前就知道問題的存在，但一直試圖掩蓋以免影響到女王本人親自出席的入役儀式，被媒體曝光後則說會儘快維修，無需入塢也不影響海試，並且由承包商埋單。2019年7月，「女王」號上的一根管道破裂，漏水蔓延到數層甲板上。
2020年1月，服役僅2個月的「威爾斯親王」號在朴次茅斯基地發生電力故障，一百多名船員不得不轉移到同在港內的「女王」號上借宿一夜。5月「親王」號被曝光發生漏水事故，一根管道爆裂造成輪機艙內積水深達1米。10月份，因消防系統故障再次導致漏水，數千加侖海水湧入輪機艙和多個居住艙室，部分艙室被淹長達24小時，大量電氣設備和電纜受損。該艦因安全原因被禁止出港，不得不接受為期半年的檢修，光是修復漏水問題就花費了四百多萬英鎊。
> 「親王」號上的臨時游泳池、泡泡浴缸和水簾洞
2019年「親王」因為各種故障只在海上航行了57天，2020年下降到30天，計劃中前往美國進行F-35適配訓練的計劃也被取消，而同期「女王」在海上執勤了115天。
「女王」級的設計建造彰顯了英國歷屆政府重振皇家海軍雄風的決心，但國力的衰退令「女王」級成為不斷妥協的產物，空有龐大的噸位、先進的飛行甲板設計和隔艙化的綜合電力推進系統，卻無機可用、連飛彈都裝不起，甚至翻遍家底都湊不齊一支護航編隊還得向盟軍借兵。
這篇就是被截胡的「女王」級第三篇，刊登在《艦船知識》10月號上，不過格式略有不同，又補充了很多新的圖片。