日軍的空勤記錄表明，在攻擊開始後的前一個小時，第一攻擊波的俯沖轟炸機並未接觸到美軍的戰列艦，魚雷機也未對「亞利桑那」號的泊位放雷。爆炸發生之前，只有兩撥、各5架高空轟炸機對「亞利桑那」進行了攻擊，共投下800公斤（80式）穿甲彈。關於「亞利桑那」號彈葯艙爆炸過程，美國海軍艦船署提出過兩種假設性解釋。雖然這兩種說法未必確實。但它們都已成了歷史記錄的一部分。有一段現場拍攝的電影畫面記錄著彈葯艙爆炸之前半秒鍾，1號主炮塔前曾燃起大火。一種假設據此認為，有炸彈擊中了艦艏航空燃油艙。這種說法的可疑之處在於艦身殘骸中燃油艙的外殼並沒有向外的破口或向外的擴張變形來引證這樣的爆炸過程。此外，油箱與彈葯艙之間的距離有28米（92英尺），（44英尺）處有一道330毫米（13英寸）厚的橫向鋼隔板，它在艦艏爆炸或受撞擊時可對戰艦的關鍵部位進行必要的保護。這樣的艏端橫隔裝甲應能防止艦艏的爆炸波及彈葯艙。

另一種早先的解釋認為，炸彈在「亞利桑那」號裝甲甲板上爆炸，少數熾熱的彈片通過敞開的艙口串入了甲板下、兩座炮塔間放置的地方，極易燃的黑火葯立即被引爆。爆炸產物進而引燃了周圍的彈葯艙。但有三點可以證明這種假設更不准確。首先，原來靠黑火葯作導火索才能點燃的炮彈底火葯包已經進行了革新，新補充的葯包在它的襯袋里自帶了發火葯，不需另存導火索。其次。這一解釋假設了艦上水兵在十分鍾警報後未能到達戰位，所以通往彈葯艙的艙口未能進入「z」狀態（所有艙口、艙門關閉），而事實上炮塔里的水兵在爆炸發生之前已經使他們的戰位進入了「z」狀態。此外，這種解釋還錯誤的估計了日軍航空炸彈的威力。認為它們無法穿透「亞利桑那」號的裝甲甲板。

雖然在最早的「亞利桑那」號損失報告上列出了八個炸彈擊中點，但日軍飛行員的估計卻僅四個，應該說日軍較保守的數字更現實。根據新的調查。四個擊中點的日方公布數字也需要再減兩個，因為它們只是極近距離上的擊偏點。

當時，日軍轟炸機以v字型編隊實施轟炸，根據現有的投彈點記錄，研究人員繪制了一個簡單的電腦再現圖來幫助確定80式航彈的彈著點。當時美艦「貞潔」號靠泊在「亞利桑那」號外弦，結合「貞潔」號上中彈情況的有關文獻再通過視圖，「亞利桑那」號上的彈著點及兩艦之間水中擊偏點的位置便一目了然了。

兩艦之間的兩個航彈點十分耐人尋味，奇怪的是還曾有幾份報告指出有魚雷在那兒爆炸。爆炸掀起了巨大的水柱，很多資料都對此有過記載，其中最重要的報告出自「貞潔」，他指出爆炸大約對應於「亞利桑那」艦35號肋骨處，並認為是遭受魚雷攻擊的結果。他和他的手下目睹了巨浪濺起的同時還另有一枚航彈擊中了「亞利桑那」號艦艏，緊接著彈葯艙的大爆炸發生，應該說它們的現場報告是正確的。然而日軍的航拍照片和空勤記錄否定了兩艦中的一艘曾受魚雷攻擊的可能，水中的爆炸只會是高空轟炸機投下的80式航彈。

美海軍的另一些報告也否定了魚雷攻擊說。1942年，海軍對掩埋在海底淤泥下的整個「亞利桑那」號艦艏進行水下發掘。潛水員用高壓水槍清開了從艦艏前端至艦舭折角下3米（10英尺）處的淤泥，並未發現相應的魚雷攻擊點。此外，靠近爆炸物處的「貞潔」號艦體也未受損傷，如果曾有魚雷在近處爆炸，類似的損傷應在所難免。

航彈攻擊的另一證據來自一段記錄下「亞利桑那」號最後幾秒中命運的黑白影片，影片也顯示該艦臨近f-7號碼頭、靠福特島一側舷外曾沖出巨大的水柱。如果把它作為航彈爆炸的落點引入電腦再現圖，再結合日機編隊的進攻航跡，模擬所得出得結論是「貞潔」號的艦艉部分相應的也應另有一個彈著點。令人吃驚得結果出現了，在「貞潔」艦的損失報告中恰恰記載著一個艦艉中彈點，而且炸彈擊穿艦體從舭部110好肋骨處穿出。這樣，結合已知的四個彈著點，日機v形五機編隊得進攻隊形便被完整確定了。

電腦模擬得轟炸機投彈點否定了戰爭時期一些艦體舯部中彈的假設，尤其是那種炸彈鑽進了「亞利桑那」號煙囪的說法。現場拍攝的影片也明確顯示彈葯艙爆炸在先而煙囪冒出濃煙在後。至於艦體舯部的許多小孔及缺損，可以認為是356毫米彈葯艙爆炸後被引爆的大量127毫米（5英寸）炮彈四散橫飛的結果。在坍塌了的艦橋之前，連續爆炸將艦體撕開了巨大的裂口，而艦橋之後的艦甲板被損范圍則遠達20余米。

在此還需考慮的是日軍的80式航空炸彈，它們是否穿透127毫米甲板與彈葯艙25毫米鋼板的能力？日軍的有關文獻強調，80式航彈在2500米的高度投下時，足以擊穿150毫米mnc裝甲鋼板。當日機對「亞利桑那」號進行空襲時，投彈高度又升高了700米，這樣它將具備擊穿約170毫米厚鋼板的能力。作為一種穿甲彈，80式彈頭上有額外的23公斤爆炸裝葯，它能將甲板撕開一個大約600毫米長、500毫米寬的豁口，然後再鑽進艦體內爆炸。

根據以上的分析、推測和其他一些資料，研究人員完整勾勒出了「亞利桑那」號的最後命運。8：05時，「加賀」號航母的一個高空轟炸機編隊在稹木（maki）大尉的率領下，攻擊了「亞利桑那」、「貞潔」兩艦，各有一枚炸彈擊中了「亞利桑那」號的四號炮塔（119號肋骨處）及「貞潔」號44號肋骨處艦艏右舷。擊中「亞利桑那」號四號炮塔正面（艦向）的炸彈從傾斜的塔壁滑落，穿過後面的甲板鑽進了下層的指揮官艙並在那兒爆炸，但爆炸對艦體的損傷有限；擊中「貞潔」號艦艙的炸彈穿過三層甲板進入備用管艙爆炸，爆炸引起了大火但未使艦體進水。另三枚炸彈未能擊中目標。

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