На следующий день платформа с пушкой-гаубицей, установленной на тумбе, пришла на завод. Из-за отсутствия грузоподъемных средств ее перетащили в механосборочный цех такелажным способом. Пришли конструкторы-вооруженцы челябинец Г. Н. Москвин, а с ним Г. Н. Рыбин и К. Н. Ильин, вызванные Котиным из Свердловска для участия в разработке. Координация всех работ была поручена ведущему конструктору Л. С. Троянову. Вокруг пушки, по-прежнему стоявшей на тумбе, по эскизным чертежам из фанеры начали строить макет корпуса в предельно допустимых габаритах. Вращение орудия удалось обеспечить с горизонтальным суммарным углом поворота 12 градусов, угол возвышения — 18 градусов и угол склонения — 5 градусов.

Самоходная установка СУ-152, разработанная на базе тяжелого танка КВ-1С.

К приезду Ж. Я. Котина из Перми главный вопрос — вписывается пушка в заданные габариты или нет — был решен положительно. Орудие вписывалось, и даже удавалось разместить 20 49-килограммовых фугасных снарядов и столько же больших гильз к ним, так как орудие было с раздельным заряжанием. Начальная скорость бронебойного снаряда — невысокая, всего 600 м/сек. Но и при такой скорости громадная масса снаряда разрушала лобовые детали брони любого танка того времени, а попадание в башню неминуемо срывало ее с погона. Кроме стрельбы по танкам из пушки-гаубицы можно было вести огонь навесной траекторией с закрытых позиций.

Для оперативного решения на месте всех вопросов по указанию наркома вооружений Д. Ф. Устинова в Танкоград прибыл главный артиллерийский конструктор Ф. Ф. Петров и его ближайший помощник С. П. Гуренко.

Несмотря на исключительную срочность и до предела сжатые сроки, решено было новую мощную самоходную артиллерийскую установку разрабатывать в конкурсном порядке. Вариант Уралмаша, привезенный в Танкоград главным конструктором Ф. Ф. Петровым, сохранял все танковые узлы на предлагаемом шасси, но предусматривал модернизацию самого орудия, на что требовалось дополнительное время. Второй проект, предложенный Л. С. Трояновым, сохранял артиллерийскую систему без изменений, но требовал удлинения корпуса, взятого от серийного тяжелого танка КВ-1С. По третьему проекту, предложенному Ж. Я. Котиным, качающуюся часть 152-мм пушки-гаубицы MЛ-20 практически без изменений устанавливали в рамку и вместе с боекомплектом и экипажем размещали в специально спроектированной боевой рубке на шасси котинского танка КВ. Серийное орудие конструктивным изменениям при этом почти не подвергалось, немного видоизменялись лишь противооткатные устройства и расположение цапф орудия. По проекту Котина уменьшалась сила отдачи и сокращалась длина люльки, на которой установили усиленную обойму с цапфами. При этом броневой щит, кроме защиты от снарядов, служил еще и уравновешивающим элементом.

Надо сказать, что предложения Ж. Я. Котина вызвали возражения со стороны артиллерийского конструктора Ф. Ф. Петрова, автора 152-мм орудия, который хорошо знал его достоинства и недостатки и потому настаивал на модернизации. В спор включились Д. Ф. Устинов и В. А. Малышев, твердо указавшие Ф. Ф. Петрову, что Котин прав, но это не снимает с Петрова ответственности за все дела, связанные с постановкой на серию нового тяжелого артсамохода.

Конструктор Г. Н. Рыбин.

Участник разработки артсамохода конструктор В. И. Таротько, вспоминая о своей работе над проектом этой системы, пишет:

«В конце 1942 г. в нашем КБ была создана группа из семи человек: Л. С. Троянов, Г. Н. Рыбин, К. Н. Ильин, Н. Н. Звонарев, В. М. Селезнев, П. С. Тарапатин и я. Мы занялись проектированием тяжелой самоходки. Ответственным был главный конструктор Ж. Я. Котин, но он был еще и ответственным за разработку самоходной артиллерийской установки в Свердловске (СУ-122), в связи с этим не всегда присутствовал на заводе. Однако несколько раз в неделю главный конструктор все же бывал у нас и проверял ход разработки, „ругал“ нас за сложные решения, если мы таковые предлагали. Помню, как мне и Троянову, как инициаторам, досталось за сложную лобовую отливку, замыкающую носовую часть рубки. Такое решение носовой части рубки усложняло установку артиллерийской системы. В конце концов мы нашли более удачное решение, обеспечивающее установку артиллерийской системы с подвижной бронировкой за 30 минут. Много споров было по вопросу длины корпуса, особенно его передней части. Некоторые товарищи настаивали на удлинении корпуса по сравнению с танковым. В конце декабря 1942 г., когда у нас еще не был готов даже деревянный макет, назначили защиту проекта. Вместе с нашим вариантом рассматривался вариант Ф. Ф. Петрова. В 10 часов 2 января 1943 г. в кабинете исполняющего обязанности директора завода А. А. Горегляда мы докладывали основные данные самоходок: ожидаемую скорострельность, боекомплект, удельное давление на грунт, а главное — возможность серийного выпуска с февраля текущего года. Директор завода при этом по телефону докладывал о ходе защиты проектов В. А. Малышеву. Первым выступил Петров. Он представил проект артсамохода с модернизацией артиллерийской системы, сохранив максимальные преимущества танковых узлов. Проект Петрова не приняли, так как он не обеспечивал немедленного начала серийного производства. Доложенный Л. С. Трояновым проект с сохранением пушки, но с удлинением корпуса против танкового не был принят по той же причине. Было одобрено предложение Ж. Я. Котина о постройке СУ-152 на серийной танковой базе.

…С утра 3 января началась разработка рабочих чертежей. Весь ведущий состав конструкторов был переведен на казарменное положение. В течение 10 дней мы находились в КБ и не уходили домой. Чертежи, выпускаемые на ватмане, прямо с чертежных досок отправлялись в цехи. Чертежи корпуса самохода доставлялись специальным курьером на корпусный завод. Работали дружно, четко, без суеты, без формализма и бюрократизма. Четко и оперативно работали производственные и технологические службы завода…»

Объем работ по установке пушки столь большого калибра в специально спроектированной рубке на шасси тяжелого танка оказался очень большим. Занимались этой работой специалисты различного профиля, что порождало немало трений. Возник, например, спор: кому изготавливать раму — танкистам или артиллеристам? Тут как раз вовремя в Челябинск прилетел Д. Ф. Устинов. Он конкретно, подробно все рассмотрел, одобрил решение Котина, доложил об этом в Москву. Его там поддержали, и проект самоходной артиллерийской установки на серийном шасси танка КВ-1С был заочно одобрен и предложен для срочного изготовления. Таков был авторитет Ж. Я. Котина!

Конструктор К. Н. Ильин.

Покончив с этим делом, Д. Ф. Устинов вылетел в Пермь, чтобы ускорить там решение ряда вопросов на заводах-смежниках. С собой взял главного конструктора орудийного завода Ф. Ф. Петрова и инженера-конструктора К. Н. Ильина с детальными чертежами технического решения установки орудия на шасси танка. На орудийном заводе он собрал совещание, поставил конкретные задачи исполнителям, установил жесткие сроки, а конструктору К. Н. Ильину дал права полномочного представителя Ж. Я. Котина, принимающего самостоятельно все необходимые решения при изготовлении и сборке на месте вплоть до полного изготовления заказа. Одновременно он дал указание дирекции обеспечить круглосуточное пребывание К. Н. Ильина на производстве и питание его без карточек в директорской столовой, что по тем временам имело исключительно важное значение.

Благодаря такой организации и всестороннему обеспечению дела, заказ на орудийном заводе был выполнен в срок, и приспособленная для танка качающаяся часть пушки в середине января 1943 г. прибыла на Кировский завод в Челябинск. К этому времени и шасси танка было изготовлено: место механика-водителя сдвинуто влево, на шасси уже стояла сварная броневая рубка с боеукладкой. В лобовом броневом листе имелась броневая отливка, в которую предстояло установить измененную раму с качающейся частью пушки. Вес нового артсамохода не превышал веса танка KB и при этом полностью отвечал требованиям артиллеристов. Он мог, подобно СУ-122, вести огонь как с открытых, так и с закрытых позиций.