Эту машину вооружили спаренной системой из двух 76-мм танковых пушек ЗИС-5, размещенных в общей люльке. Огонь мог вестись залпом из двух орудий или одиночными выстрелами из любой пушки. Скорострельность спаренной установки достигала 15 выстр./мин. В боекомплект входили 150 выстрелов к пушкам и 2646 патронов к двум пулеметам ДТ, размещенным аналогично первому образцу КВ-7. Эту САУ продемонстрировали высшему командованию РККА, но на вооружение не приняли. К этому времени стало ясно, что установка в танке или самоходке двух орудий не оправдана, и работы по КВ-7 прекратили.
В начале 1942 года артиллерийское производство УЗТМ было выделено в самостоятельный артиллерийский завод № 9 НКВ. Однако часть коллектива объединенного КБ была оставлена на заводе для обеспечения производства корпусов танка КВ (из этой группы летом 1942 года был образован конструкторский отдел по проектированию САУ). В течение февраля — апреля 1942 года эта оставшаяся часть КБ выполнила ряд проектных работ по созданию новых самоходных установок. В их число вошли и проекты тяжелых машин, получивших индексы У-18 и У-19.
Проект У-18 предусматривал использование в качестве базовой машины самоходной установки КВ-7, на которой вместо нескольких орудий смонтировали одну 152-мм пушку-гаубицу МЛ-20. Разработка проекта была выполнена конструкторами Г.Н.Рыбиным, К.Н.Ильиным и др. Затем изготовили деревянный макет установки в натуральную величину. Монтаж артиллерийского орудия осуществлялся в рамке и предусматривал частичное изменение его конструкции. Углы наводки по вертикали составляли от -5° до +15°, по горизонту — в секторе 15°. Хорошие баллистические качества орудия обеспечивали 152-мм бронебойным снарядам массой 48 — 51 кг, имевшим начальную скорость 550 — 650 м/с, не только надежное поражение дотов и дзотов противника, но и пробитие танковой брони толщиной до 98 мм на дистанции 1000 м. Кроме того, осколочно-фугасный снаряд имел фугасное действие в три раза больше, чем осколочно-фугасный снаряд калибра 76 мм. Проект установки У-18 получил одобрение в НКТП и ГБТУ и затем был передан Челябинскому Кировскому заводу для использования при разработке самоходной установки СУ-152.
Первый вариант артсамохода КВ-7, вид сбоку. Зима 1942 года
Второй вариант КВ-7 (с двумя 76-мм орудиями) в цехе завода N° 100. Челябинск, май 1942 года
Самоходная установка У-19 разрабатывалась весной 1942 года на базе танка КВ-1. По проекту на машине устанавливалась 203-мм гаубица Б-4 массой 12,7 т. Мощный фугасный снаряд (масса 100 кг, начальная скорость 600 м/с) являлся весьма эффективным средством для разрушения железобетонных укреплений противника. Размеры САУ с полностью забронированным боевым отделением получились слишком большими, а ее расчетная боевая масса достигала 66 т. Анализ этого проекта показал, что создание маневренной самоходной артиллерийской установки, вооруженной 203-мм орудием, — технически сложная задача, и поэтому в металле проект выполнен не был.
Проектирование тяжелых САУ велось и в научно-исследовательском отделе ВАММ им. Сталина, в котором в феврале 1942 года под руководством начальника кафедры С.Д.Давидовича разработали проект самоходной установки для артиллерийской поддержки войск при преодолении укрепленных полос обороны противника и разрушении железобетонных дотов. Машина, созданная на базе танка КВ-1, должна была вооружаться 107-мм пушкой ЗИС-6, иметь броню толщиной 150 мм в лобовой части, бортовую броню толщиной 10 мм. Этот проект отправили на ЧКЗ, где было принято решение об установке на САУ более мощного вооружения — калибра 152 мм. Таким орудием стала пушка-гаубица МЛ-20. Учитывая острую необходимость в данной самоходной установке на фронте, предлагалось изготовить небольшую серию таких машин, вооруженных пушкой-гаубицей МЛ-20, в короткие сроки — за 1,5 месяца.
15 апреля 1942 года состоялся пленум Артиллерийского комитета ГАУ РККА, на котором, помимо предложения о создании самоходно-артиллерийских установок поддержки пехоты, вооруженных 76-мм пушкой ЗИС-З и 122-мм гаубицей обр.1938 г., было признано необходимым и создание тяжелых самоходных истребителей дотов. Эти машины предполагалось вооружить 152-мм пушкой-гаубицей обр.1937 г. и использовать для прорыва обороны противника в наступательных операциях, которые командование Красной Армии планировало провести в 1942 — 1943 годах. Решение пленума Артиллерийского комитета ГАУ одобрил
Государственный Комитет обороны, и в июне 1942 года НКТП совместно с НКВ разработали «Систему самоходной артиллерии для вооружения Красной Армии». При этом НКВ был ответственным за изготовление артиллерийской части САУ, а НКТП занимался проектированием шасси.
Создание тяжелых САУ — истребителей дотов было поручено ЧКЗ, для чего в КБ завода сформировали специальную конструкторскую группу, в состав которой приказом НКТП от 13 ноября 1942 года включили конструкторов Н.В.Курина, Г.Н.Рыбина, К.Н.Ильина, и В.А.Вишнякова, переведенных с УЗТМ. Возглавил группу Л.С.Троянов.
Одна из первых серийных самоходных установок СУ-152 (КВ-14). Весна 1943 года
Интерьер самоходной установки СУ-152. На переднем плане — массивная казенная часть 152-мм пушки-гаубицы МЛ-20 с открытым поршневым затвором. За ней, на своем рабочем месте, — командир машины, перед открытым посадочным люком которого установлена панорама ПТК-4. Курская дуга, 6 июля 1943 года
На обсуждение, состоявшееся утром 2 января 1943 года в кабинете исполняющего обязанности директора ЧКЗ А.А.Горегляда, были представлены три варианта самоходных установок: У-18 конструкции УЗТМ; проект установки, предложенный Ж.Я.Котиным, и вариант группы Л.С.Троянова. Проект самоходной установки Ж.Я. Котина представлял собой размещение пушки-гаубицы МЛ-20 с экипажем и боекомплектом в специально спроектированной броневой рубке на базе танка КВ-1. Качающаяся часть орудия использовалась практически без изменения его конструкции, за исключением противооткатных устройств и цапф, и устанавливалась в рамке. Уравновешивание системы осуществлялось за счет бронировки орудия. Проект группы Л.С.Троянова предусматривал использование орудия МЛ-20 без конструктивных изменений, но на удлиненной базе танка КВ-1 С. Главный конструктор пушки-гаубицы МЛ-20 Ф.Ф.Петров, защищавший проект У-18, настаивал на модернизации артсистемы при установке на танковую базу. Участник разработки САУ конструктор В.И.Таротько, вспоминая об этом событии, пишет: «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 САУ на серийной танковой базе».
По представлению ГАУ РККА Государственный Комитет обороны постановлением № 2692 от 4 января 1943 года обязал завод № 100 НКТП и завод № 172 НКВ в течение 25 дней разработать и изготовить на базе тяжелого танка КВ-1 С опытный образец установки, вооруженной 152-мм пушкой-гаубицей обр.1937 г. В состав группы разработчиков вошли Л.С.Троянов, Г.Н.Рыбин, К.Н.Ильин, Н.Н.Звонарев, В.М.Селезнев, П.С.Тарапатин и В.И.Торотько. Общее руководство осуществлял Ж.Я.Котин. Трудовой энтузиазм и патриотический подъем конструкторов, рабочих и инженерно-технических работников в значительной степени способствовали выполнению правительственного задания в срок, несмотря на тяжелые условия производства. Из-за срочности задания весь ведущий состав конструкторов был переведен на казарменное положение. В течение 10 дней никто не уходил домой. Чертежи, изготовленные на ватмане, прямо с чертежных досок отправлялись в цехи. Чертежи корпуса самохода доставлялись специальным курьером на корпусной завод. Четко и оперативно работали производственные и технологические службы завода.
