Предусмотреть при конструировании возможность транспортировки по железной дороге при всех условиях движения.
2. К 15 июля 1941 года изготовить и подать на Ижорский завод чертежи на корпус и башню КВ-5.
3. К 1 августа 1941 года предъявить на утверждение в НКО СССР и ГАБТУ КА макет и технический проект КВ-5.
4. Учесть, что Ижорский завод обязан изготовить и подать на Кировский завод к 1 октября 1941 года корпус и башню КВ-5.
Артиллерийское вооружение КВ-3, КВ-4, КВ-5
1. Директору завода № 92 т. Еляну и главному конструктору т. Грабину поручено разработать 107-мм танковую пушку с начальной скоростью снаряда 800 м/с под унитарный патрон с бронебойным снарядом весом 18,8 кг и по разработанному проекту изготовить, испытать и сдать к 1 июня 1941 года опытный образец этой пушки для испытания в танке КВ-2.
2. Народный комиссариат боеприпасов обязан:
а) к 1 июня 1941 года отработать выстрел с бронебойным и осколочно-фугасным снарядами;
б) к 15 мая 1941 года изготовить 2000 выстрелов с лафетопробным снарядом, к 10 июня 1941 года — 2000 выстрелов с осколочно-фугасным снарядом и к 15 июня 1941 года — 500 выстрелов с бронебойным снарядом.
Директору Кировского завода т. Зальцману и главному конструктору отдела 5 Кировского завода т. Яковлеву спроектировать и изготовить к 15 октября 1941 года для танков КВ два опытных дизеля мощностью 1200 л.с. на базе двигателей М-40 или М-50. Принять к сведению, что аналогичное задание дано и заводу № 75 Наркомата среднего машиностроения.
Народный комиссар тяжелого машиностроения Малышев (подпись)».
За проект КВ-4 конструкторы взялись в апреле 1941 года. А так как подобного опыта на Кировском заводе не было, начальник СКБ-2 Ж. Котин к разработке этого танка привлек почти всех инженеров своего КБ и поставил это на конкурсную основу.
Все авторы с большим энтузиазмом принялись за дело. Задание, полученное ими, было довольно трудным: установка сразу двух пушек и никогда не применявшаяся на отечественных танках 125–130 мм броня приводили к необходимости усиления шасси и обуславливали резкое повышение массы танка. Творческий поиск участников проектирования не ограничивался никакими рамками, и проектанты этим широко пользовались. Исходя из заданных характеристик, они выдвинули довольно пеструю гамму технических идей. По массе предполагалось строить 80-, 90- и даже 100-тонные танки. Самый «легкий» из проектов удался инженеру Н. Духову — 82,5 т. Самый тяжелый получился у конструктора Г. Крученых — 107 т.
Компоновочные решения тоже были весьма различны. Конструкторы К. Буганов, Г. Крученых, Ф. Маришкин, Г. Москвин, Н. Струков и С. Федоренко, работая каждый над своим проектом, предлагали однобашенные варианты тяжелого танка с установкой 107-мм пушки в основной башне, а 45-мм пушки в маленькой башенке, расположенной над ней, как бы вторым этажом.
Конструкторы А. Ермолаев, Л. Сычев, Л. Переверзев, Быков и двое из разработчиков, не оставивших подписей на рабочих чертежах, предложили двухбашенные варианты танка с установкой 107-мм пушки в большой центральной башне, как это было на танке СМК, а 45-мм пушки — в отдельной башне, расположенной в носовой части корпуса.
Конструкторы Н. Духов и М. Креславский в своих проектах предлагали спарить орудия в одной танковой башне, а инженер Н. Шашмурин — установить 107-мм пушку казематным способом в корпусе на тумбе с 30-градусным углом обстрела по горизонту. От 45-мм пушки этот разработчик отказался, и вместо нее установил 76-мм пушку в серийной танковой башне КВ-1 на громадном корпусе танка со значительным удлинением ходовой части.
Два конструктора — П. Михайлов и Г. Турчанинов — в своих проектах предлагали разместить 45-мм пушки казематным способом, прорезав для этого амбразуру в переднем броневом листе корпуса танка, а 107-мм пушку они ставили в обычной танковой башне на корпусе машины.
Лишь инженер Н. Цейц отказался от установки второй пушки. Основное орудие калибра 107 мм он предложил установить в обыкновенной танковой башне, придав ей в плане круглую форму с тем, чтобы весь боекомплект из 120 унитарных снарядов поместить вдоль стенок цилиндрической башни. Этот проект выделялся своей оригинальностью и в будущем создавал предпосылки для применения механизма заряжания.
В коллективном проекте, предложенном тремя авторами (П. Тарапатин, К. Кузьмин и В. Таротько), 107-мм пушку расположили в башне с ограниченным углом поворота (около 130°). Конструкторы В. Павлов и Д. Григорьев пришли к такому же решению, но не для 107-мм пушки, а для 45-мм орудия. Сверх задания несколько проектантов предложили установить на танке еще и огнемет.
По бронированию тоже было немало оригинальных предложений.
К. Буганов и Ф. Маришкин избрали способ бронирования башни таким образом, чтобы погон углублялся в корпус, что исключало заклинивание снарядов, как это случилось при испытаниях танка КВ-1 на подмосковном полигоне в Кубинке.
Г. Крученых и Н. Струков предложили башню танка, имевшую в плане форму ромба с закругленными углами, а инженер С. Федоренко спроектировал башню нетрадиционной фигурной формы с размещением в ней двух пулеметов ДТ и 45-мм пушки на оригинальной турельной установке, позволяющей стрелку вести огонь, не высовываясь из люка.
В своих предложениях разработчики применили немало и других приемов, не встречавшихся ранее в танковом проектировании. Например, инженер П. Михайлов создал оригинальный гусеничный обвод для своей машины.
Пять проектировщиков двигатель и трансмиссию установили в передней части корпуса, что для тяжелых танков было необычным решением. А инженер Н. Цейц предложил разместить двигатель в корме, а трансмиссию — в носовой части. Л. Переверзев выступил с идеей вынести ведущую пару катков в корме машины из корпуса и укрепить ее на кронштейнах, что давало некоторую экономию забронированного объема, но, вместе с тем, делало этот важнейший узел машины особо уязвимым.
Анализ сохранившихся чертежей (до нас дошло 20 вариантов проекта танка КВ-4) свидетельствует, что многие из проектов содержат ценные, с конструкторской точки зрения, решения и вполне заслуживают патентования на уровне изобретений. Работа над проектом КВ-4 проводилась в тревожные предвоенные дни и поэтому авторство интереснейших предложений осталось незакрепленным.
По танку КВ-3 первыми выполнили задание артиллеристы. Дело в том, что КБ завода № 92 под руководством В. Грабина еще осенью 1940 года разработало проект 107-мм танковой пушки Ф-42, созданной на базе 95-мм танкового орудия Ф-39 (последнее успешно прошло испытания в башне танка Т-28 летом 1940 года). К началу 1941 года по решению Наркомата обороны СССР 107-мм орудие было изготовлено, успешно прошло заводские испытания на полевом лафете, а в марте 1941 года и в башне танка КВ-2. После получения задания на проектирование 107-мм танковой пушки ЗиС-6 с улучшенной баллистикой КБ Грабина, используя имевшийся задел по пушке Ф-42, уже в мае изготовило новое орудие, и оно было успешно испытано в башне КВ-2. До середины июня 1941 года пушка ЗиС-6 проходила заводские испытания, после чего ее отправили на артиллерийский научно-испытательный полигон под Ленинградом.
Любопытная деталь: в своих мемуарах «Оружие победы» В. Грабин пишет о 600 изготовленных пушках ЗиС-6, которые из-за отсутствия нужных танков осенью 1941 года пошли в переплавку. Однако тут главный конструктор завода № 92 явно лукавит: в отчете о работе своего завода за 1941 год, кстати, подписанного В. Грабиным в феврале 1942 года, сказано, что «в июле — августе 1941 года было изготовлено пять серийных орудий ЗиС-6, после чего их производство было прекращено из-за неготовности тяжелого танка».
В отличие от «артиллеристов», «танкисты» сильно опаздывали. Поэтому для ускорения работ по испытанию узлов и агрегатов танка КВ-3 решили использовать КВ-220 (тем более, что конструктивно они во многом были похожи). 20 апреля 1941 года на КВ-220 наконец-то установили новый двигатель, и танк, догруженный до 70 т — расчетной массы КВ-3, — вышел на испытания. К середине мая 1941 года он прошел 1330 километров. В докладе заводских испытателей отмечалось, что у танка «плохо переключаются передачи, гнутся оси опорных катков и балансиры, скручиваются торсионы подвески, мощности двигателя для 70-тонного танка не хватает». 20 мая КВ-220 встал на ремонт, в ходе которого машина получила дизельный двигатель с наддувом В-2СН мощностью 850 л.с. С 30 мая танк снова вышел на испытания, и к 22 июня 1941 года его общий пробег составил 1985 км. Что же касается непосредственно КВ-3, то к началу войны было готово шасси с двигателем, но из-за проблем, возникших с изготовлением штампованной башни, работа затянулась.
В июне 1941 года начались работы и по танку КВ-5. Старшим инженером машины был назначен талантливый конструктор Н. Цейц, один из старейших работников СКБ-2. Кроме него, в группу проектирования вошли К. Кузьмин (корпус), Л. Сычев (башня и установка вооружения), Н. Федорчук (ходовая часть).
КВ-5 разрабатывался на основе эскизного проекта КВ-4 Н. Цейца. Сохранив общую компоновку КВ-4, проект переделали так, чтобы использовать максимум элементов от КВ-1.