Болезнь Курчатова, о которой он пишет, протекала очень тяжело и едва не стоила ему жизни. По выздоровлении попытался вернуться к работе в морских условиях, но об этом, по мнению врачей, не могло быть и речи. Курчатов переживал, что товарищи без него несут «противоминную вахту», а он вынужден «оставаться на берегу». Иоффе предложил ему работу в новой лаборатории, которую он возглавил с 16 апреля 1942 года^[352].

В Казани возобновились заседания ученого совета ЛФТИ. Едва оправившись от болезни, Игорь Васильевич, как член совета, стал принимать в них активное участие. На заседаниях обсуждали текущие дела, планы работ, в том числе оборонных, проходили защиты диссертаций. На заседания приходили известные физики из соседних институтов: П. Л. Капица, И. Е. Тамм, В. А. Фок и др. В письме Поройковым от 12 августа 1942 года Игорь Васильевич сообщал: «Тематика института стабилизировалась… налаживаются новые деловые связи, но ничего особенно крупного еще не сделано. Я согласен… что легче работается в прифронтовой полосе, и собирался поехать с группой… в Сталинград, но меня не взяли, как человека не очень крепкого здоровья»^[353].

С какой целью ученый «не очень крепкого здоровья» рвался из глубоко тылового города в район начинающейся Сталинградской битвы? В его письмах ответа на этот вопрос нет, да и не могло быть по цензурным соображениям. Сопоставление фактов, дат и событий, анализ документов позволяют утверждать, что там Курчатов намеревался организовать исследование брони подбитых отечественных и немецких танков, побывать на Сталинградском тракторном заводе, выпускавшем танки Т-34. Дело в том, что лаборатория, которую он возглавил после смерти В. Л. Куприенко, занималась проблемами броневой защиты военной техники. ЛФТИ получил от Наркомата обороны заказ на разработку этой темы еще в 1939 году. Работы тогда начались под общим руководством А. Ф. Иоффе и сосредоточились в лаборатории, которой руководил заместитель директора ЛФТИ В. Л. Куприенко^[354]. Курчатов в то время никакого отношения к работе «броневой» лаборатории не имел. Поэтому-то он и писал в цитируемом выше письме, что результаты его работы в Казани слабы, так как он опять занялся «новой областью». Желание основательно изучить все нюансы новой проблемы и заставляло его трудиться почти круглые сутки, вызывая также стремление самому обследовать побывавшие в бою танки и самолеты.

Кроме работ по танковой броне лаборатория занималась проблемой защиты бензобаков самолетов. К моменту, когда Курчатов возглавил «броневую» лабораторию, исследования по проблеме защиты самолетных бензобаков (договор № 3050 от 18 февраля 1941 года) близились к успешному завершению, а часть из них велась в рамках работ по защите танков. По танковой же броне (договор № 3176 от 7 июня 1941 года) они только разворачивались. По воспоминаниям сотрудников, Курчатов сумел очень быстро войти в курс новых для него проблем и стать высококвалифицированным сотрудником лаборатории. Основные ее усилия были сосредоточены на разработке метода экранирования танковой брони как наиболее быстрого способа ее усиления. Направление этой работы вызывалось острой объективной необходимостью. В апреле 1942 года НИИ-48, с которым тесно сотрудничала лаборатория Курчатова, констатировал в своем отчете, что броневая защита советских танков срочно нуждается в усилении, «так как немецкая армия имеет набор бронетанковых средств, способных противостоять нашим новейшим танкам Т-34 и КВ»^[355]. Установленная на этих танках броня защищала их на первых порах, но с оснащением войск противника более мощным противотанковым вооружением перестала удовлетворять предъявляемым требованиям.

В сложившейся к концу 1930-х годов практике повышение стойкости брони достигалось главным образом путем увеличения ее толщины и изменения физико-химических свойств. Но в 1940 году Совнарком запретил директорам заводов увеличивать толщину брони выпускаемых танков, так как это снижало их маневренность. Председатель Комитета Обороны при СНК СССР К. Е. Ворошилов в письме от 26 июня 1940 года на имя наркома обороны С. К. Тимошенко подчеркивал, что «увеличение снарядостойкости и прочность корпуса танка» следует осуществлять «за счет улучшения качества брони»^[356].

Советские ученые и металлурги сделали многое в этом направлении, но работа по улучшению качества брони являлась весьма трудоемким и длительным процессом. Одновременно шел поиск более быстрого и менее затратного решения проблемы. Сотрудники ЛФТИ совместное НИИ-48 разработали и опробовали новые способы увеличения бронестойкости путем конструктивных изменений броневой защиты. Были основаны рекомендации формировать бронезащиту новых танков из брони средней твердости, экранируя ее тонкими листами (10–12 миллиметров) брони повышенной прочности. В лабораториях и на полигонах испытывали броню с фигурной формой поверхности (так называемую «шариковую» броню), а также экранированную броню с дополнительной плоской преградой и преградой с отверстиями различного диаметра. Однако конструктивная броня в разработанных вариантах получила лишь частичное применение, хотя в некоторых случаях и были получены обнадеживающие результаты. В итоге наиболее перспективным для дальнейшей разработки был признан вариант брони, экранированной решетчатой конструкцией.

Приступая к руководству «броневой» лабораторией ЛФТИ, Курчатов с особым вниманием отнесся к подбору научных кадров. Он добился командирования в Казань для участия в работах по броне талантливого ученого Л. И. Русинова — своего бывшего аспиранта и сотрудника по ядерной лаборатории, с которым проработал до войны много лет и открыл (вместе с другими) весной 1935 года явление ядерной изомерии. Он максимально использовал в лаборатории опыт исследовательской работы Л. Я. Суворова и Л. М. Шестопалова. Поскольку сам Курчатов по состоянию здоровья не был допущен на полевые испытания бронетехники, от лаборатории ЛФТИ в них обычно принимали участие его доверенные лица — Русинов и Суворов. Разработкой теоретических вопросов по тематике броневой лаборатории в 1942 году занимался известный физик-теоретик, член-корреспондент АН СССР Я. И. Френкель. Основные результаты развернувшихся исследований изложены в отчетах «О повороте оси снаряда или пули при движении в среде с большим сопротивлением» (имелось в виду движение пули в бензобаке самолета) и «Статистическая теория поворота снаряда (или пули) при прохождении через решетку перпендикулярно его траектории» (здесь речь шла о танковой броне)^[357].

По проверенным сотрудниками курчатовской лаборатории теоретическим расчетам решетчатый экран должен был располагаться перед броней танка на расстоянии от 150 до 500 миллиметров, в зависимости от калибра поражающего снаряда. Принцип действия предлагаемой системы сводился к трем основным моментам, происходящим со снарядом при соприкосновении с решетчатым экраном: а) дробление снаряда; б) его поворот относительно оси траектории; в) преждевременный взрыв снаряда. Соответственно были установлены факторы, под воздействием которых снаряд претерпевал указанные изменения.

Дробление снаряда (или броневой пули) происходит вследствие того, что при ударе о решетку они получают боковой удар. Поскольку прочность снаряда (или пули) в направлении, перпендикулярном его оси симметрии, сравнительно мала, то достаточно поставить решетку диаметром ¾ от диаметра испытуемого калибра с таким же зазором между стержнями, чтобы добиться разрушения большинства пуль и снарядов. При этом материал стержней должен обладать необходимой твердостью и ударной вязкостью, чтобы произошел удар достаточной боковой силы. При уменьшении твердости и ударной вязкости материала стержней, естественно, сила удара ослабевает, а следовательно, уменьшается и степень дробления пуль и снарядов^[358].