Вторым вариантом для рассмотрения межведомственной комиссией стал похожий проект завода № 9, поэтому решение о запуске того или иного кандидата в серийное производство определялось только количеством требуемых доработок и технологичностью в целом. В итоге предпочтение было отдано У-35 и на постройку опытного образца с учётом всех высказанных замечаний было отпущено всего лишь 20 дней, 25 ноября прототип уже должен был приступить к государственным испытаниям. Л. И. Горлицкий так описывает обстановку и атмосферу во время выполнения этой работы:
Мы все тогда жили в своём КБ. Чертежи на некоторые узлы и детали делали уже после их готовности, а рабочие в цехах работали по эскизам. Но я не помню, чтобы кто-то жаловался на их качество… Понятно, что у нас не было никакой оснастки и приспособлений, всё придумывали на месте, в перспективу. А первый образец делали с большим количеством пригоночных работ…
Поэтому начать заводские испытания пришлось не 25 ноября, как планировалось, а 30-го. Прототип У-35 выполнил 50-км пробег и из его орудия сделали 20 выстрелов. Практически сразу же по ходу тестирования вскрылся ряд серьёзных конструктивных недостатков машины. Крепления досылателя и устройство фиксации орудия в походном положении оказались ненадёжными, а вентиляция боевого отделения — плохой, при поворотах ствола «до упора» вправо-влево между защитной маской и броневым корпусом образовывались щели. К тому же углы наведения орудия, особенно по вертикали, не соответствовали изначальным требованиям. Часть недостатков устранили сразу же, установив башенный вентилятор от танка Т-34 и увеличив сектор горизонтального обстрела, другие требовали более серьёзных мер.
Государственные испытания У-35 проходил на Гороховецком артиллерийском полигоне с 5 по 19 декабря 1942 года совместно с разработкой завода № 592 — САУ на базе трофейного немецкого танка PzKpfw III под названием СУ-122/Т-3. Испытания показали, что У-35 имел преимущества в бронировании, проходимости, а также общую меньшую высоту машины, но уступал конкуренту в скорострельности и по величине максимального угла возвышения орудия. Кроме того, трофейная танковая база существенным образом ограничивала возможный объём выпуска таких машин в будущем. Поэтому из двух возможных альтернатив государственная комиссия выбрала для серийного производства именно установку У-35, приняв её на вооружение РККА под индексом СУ-122, но при этом составив список из 48 необходимых доработок её конструкции. Однако, ввиду крайней необходимости этих машин на фронте, УЗТМ было разрешено поставить первую серию СУ-122 «как есть», без устранения отмеченных недостатков. Но ещё до конца 1942 года коллектив завода сумел ликвидировать большинство из них. Только предсерийная партия СУ-122 из 10 машин имела «ломаную» лобовую часть, недостаточные размеры маски орудия и не оснащалась вентилятором и броневым прикрытием артиллерийского панорамного прицела. У серийных СУ-122, которые сошли с конвейера УЗТМ в январе 1943 года, лобовая бронеплита стала сплошной, для них были введены новая маска, исключавшая попадание пуль и осколков в щели при повороте орудия, увеличенные по объёму топливные баки, а также ряд других усовершенствований.
Дальнейшее совершенствование
После запуска СУ-122 в серийное производство на УЗТМ развернулась работа как по совершенствованию конструкции САУ, так и по повышению качества отгружаемых в войска машин. Руководителем был Л. И. Горлицкий, к этому процессу подключились двигательный завод № 76 и бывший филиал УЗТМ, ставший отдельным заводом № 50. Коллективу УЗТМ удалось добиться значительных успехов: к маю 1943 года трудозатраты на выпуск одной самоходно-артиллерийской установки были снижены на 10 % относительно уровня января 1943 года, а её коммерческая цена уменьшилась на 15 000 рублей. Повышение качества комплектующих и сборки машины позволило увеличить гарантийный пробег с 1000 до 1600 км. В то же время, на уровне ГКО было принято решение специализировать УЗТМ на выпуске и разработке самоходно-артиллерийских установок и освободить его от серийного производства Т-34. Высвободившиеся за счёт этого производственные мощности и персонал были направлены на интенсификацию всех этапов производства СУ-122 и уже к маю 1943 года уверенно выполнялись планы по выпуску самоходок, а руководство рапортовало о готовности к их перевыполнению. За проявленные при разработке и освоении серийного производства СУ-122 инженерно-конструкторские и организационные качества Л. И. Горлицкий и Н. В. Курин были удостоены орденов Красной Звезды и Сталинской премии II степени.
Но главные недостатки СУ-122, которые были вызваны её спешной разработкой, устранить не удалось. Большинство из них было следствием монтажа всей качающейся части полевой гаубицы М-30 в самоходку на тумбовой установке. Такое конструктивное решение позволило практически без изменений использовать уже готовый задел орудий и быстро организовать серийный выпуск, но первые же бои новых машин выявили его значительные отрицательные последствия:
Верхний станок и тумба орудия занимали много места в боевом отделении, которое из-за этого стало тесным и быстро заполнялось пороховыми газами при стрельбе.
Большой откат орудия ещё более усугублял тесноту боевого отделения.
Габаритные противооткатные устройства гаубицы выступали сильно вперёд по ходу машины, ухудшая обзор с места механика-водителя, не позволяли использовать лобовой люк для его посадки-высадки. Сложная по форме и конструкции тяжёлая бронировка увеличивала нагрузку на передние опорные катки САУ.
К этому прибавились ещё и проблемы технологического плана: перед установкой в машину верхний станок гаубицы всё равно подвергался переделкам, причём с большим количеством подгоночных операций.
Поэтому ещё в январе 1943 года конструкторское бюро УЗТМ приступило к эскизному проектированию кардинально улучшенного варианта СУ-122. В отличие от серийных машин, которые вооружались по сути полевой, хотя и доработанной, артиллерийской системой, новая версия самоходки должна была иметь уже специализированную для установки в неё гаубицу. Ведущий конструктор Н. В. Курин решил использовать в этом качестве танковую штурмовую пушку У-11, идентичную по баллистике гаубице М-30 и предназначенную для установки в опытный танк КВ-9. Длина отката у У-11 была всего лишь 600 мм вместо 1100 у М-30, а органы управления горизонтальной и вертикальной наводкой располагались с одной стороны, что позволяло обойтись одним наводчиком в экипаже вместо двух у серийных СУ-122 (у гаубицы М-30 маховики наводки по вертикали и горизонтали располагались по разные стороны от ствола, и их обслуживали два члена экипажа). Противооткатные устройства У-11 также были значительно компактнее по сравнению с М-30. После доработки У-11 было размещено в карданной рамной монтировке, что ещё более высвободило внутреннее пространство боевого отделения.
Как результат всех этих работ, в апреле 1943 года УЗТМ построил опытную самоходку СУ-122М, которая 16—17 мая 1943 года была испытана пробегом на 100 км и 50 выстрелами. По сравнению с серийной СУ-122 модернизированный вариант выгодно отличался более просторным боевым отделением, которое было расширено не только за счёт более компактной установки вооружения, но и подъёмом крыши на 50 мм и доведением бортовых бронеплит рубки до внешнего габарита гусениц. Новая конструкция монтировки орудия позволила оснастить её шаровой бронезащитой, причём трудоёмкость установки вооружения снизилась с 17—18 часов до полутора — двух. Небольшие габариты бронезащиты позволили сделать полноценный люк-лаз для механика-водителя и разгрузить передние опорные катки машины. Для ведения огня прямой наводкой орудие У-11 оснастили телескопическим прицелом, сохранив панорамный для стрельбы с закрытых позиций. Государственные испытания СУ-122М прошли с 18 июня по 4 июля 1943 года по трассе Свердловск — Нижний Тагил — Челябинск, общий километраж пройденного пути составил 858 км по дорогам и 50 км вне дорог, на Нижнетагильском артиллерийском полигоне был произведён отстрел орудия в объёме 329 выстрелов. В целом машина испытания выдержала, но государственная комиссия сочла её массу чрезмерной, а стоимость орудия У-11 высокой. В результате СУ-122М была отправлена на доработку.
Окончание развития
Истребитель танков СУ-85, наследник СУ-122 в серийном производстве
Ранней весной 1943 года был подвергнут тестовому обстрелу захваченный в предшествующих боях новый немецкий тяжёлый танк PzKpfw VI Ausf.H «Тигр». Результаты обстрела оказались совершенно неутешительными для советской танковой и противотанковой артиллерии — на дистанциях свыше 500 м броня «Тигра» не пробивалась любым существовавшим тогда 45-мм или 76-мм боеприпасом. Предполагалось, что СУ-122 станут действенным оружием против новых тяжёлых танков противника, поскольку 122-мм кумулятивный снаряд БП-460А уверенно пробивал по нормали броневую плиту толщиной до 140 мм. Однако на практических стрельбах в апреле 1943 года из полевой гаубицы М-30 по неподвижному трофейному танку с дистанции 500—600 метров из 15 выстрелов не удалось добиться ни одного попадания в эту мишень. Это фактически поставило крест, хотя и не сразу, на дальнейшем развитии крупнокалиберных орудий с низкой баллистикой, предназначенных для установки в танк или САУ.
Для решения этой проблемы постановление ГКО № 3187 15 апреля 1943 года требовало скорейшей разработки специализированных, полностью бронированных истребителей танков, способных пробить по нормали броню толщиной 90—120 мм на дистанции от 500 м до 1 км. Постановление ГКО № 3289сс от 5 мая 1943 года конкретизировало эти требования в необходимость создания 85-мм самоходной пушки с баллистикой зенитного орудия того же калибра обр. 1938 г. (52-К) и монтаже новой артсистемы на базе Т-34. Последнее задание поручалось УЗТМ, и в кратчайшие сроки на базе опытной СУ-122М были построены несколько прототипов истребителя танков с 85-мм пушкой. Один из этих прототипов оснастили не 85-мм пушкой, а опытной 122-мм танковой гаубицей Д-6 разработки завода № 9 с клиновым затвором. Эта машина получила индекс СУ-122-III и, вместе с остальными прототипами, прошла заводские испытания 20—25 июня 1943 года. Орудие Д-6 оказалось ненадёжным, и после многочисленных его поломок СУ-122-III была снята с испытаний. То же самое повторилось и на государственных испытаниях 25 июля 1943 года на Гороховецком полигоне. Вывод комиссии относительно орудия Д-6 был ультимативен — все работы по нему прекратить, что вскоре получило подтверждение в виде приказа по Народному комиссариату вооружений: прекратить все дальнейшие работы над 122-мм и 152-мм гаубицами для вооружения танков и самоходок. Все силы были брошены на срочную доводку 85-мм орудия, и на этом развитие СУ-122 было окончательно завершено.
