К 15 марта 1939 г. были закончены все рабочие чертежи на Ф-34 и начато изготовление деталей пушки.
Интересно, что первоначально Ф-34 предназначалась для вооружения танков Т-28 и Т-35А. Первые испытания её в танке Т-28 были проведены 19 октября 1939 г. на Гороховецком полигоне. Первые испытания Ф-34 в танке Т-34 прошли там же в ноябре 1940 г. На вооружение пушка Ф-34 была принята под названием «76-мм танковая пушка обр. 1940 г.». Ф-34 устанавливалась в серийных танках Т-34, бронепоездах и бронекатерах. Кроме того, пушкой Ф-34 был вооружён опытный танк КВ-3.
Т-100. Вид спереди и сзади. Чертёж В. Мальгинова.
Схема бронирования танка Т-100
Специально для танка КВ-1 Грабиным была создана модификация пушки Ф-34, получившая заводской индекс Ф-27, позже изменённый на ЗИС-5, и принятая на вооружение под названием «76-мм танковая пушка обр. 1941 г.». ЗИС-5 отличалась от Ф-34 конструкцией люльки, устройством и креплением блокировки, а также рядом мелких деталей.
Как видим, я забежал далеко вперёд, дабы больше не возвращаться к 76-мм танковой пушке.
Итак, именно косность ГАБТУ в вопросах артиллерийского вооружения заставила вновь выбрать два калибра пушек (76 мм и 45 мм) и трёхбашенную схему для перспективного тяжёлого танка. Ведь ни 76-мм пушка обр. 1927/32 г., ни Л-10 не обладали достаточной бронепробиваемостью. Но после появления Ф-32 и Ф-34 трёх- и двухбашенные схемы стали анахронизмом, данью традиции.
Работы над тяжёлыми танками начались в 1938 г. в Ленинграде сразу на двух заводах: на Кировском заводе главный конструктор Ж.Я. Котин разрабатывал СМК, названный так в честь руководителя ленинградских большевиков Сергея Мироновича Кирова, а на Ленинградском заводе опытного машиностроения имени Кирова танк Т-100 создавался военным инженером 1-го ранга М.В. Барыковым.
Работы велись на конкурсной основе, так как на вооружение нужно было принять только один танк. Начальником группы проектировщиков СМК был назначен А.С. Ермолаев. По его проекту вес танка составлял 55 т. Поэтому решили поставить на него 12-цилиндровый авиационный бензиновый двигатель мощностью 850 л.с. По расчётам двигатель обеспечивал танку максимальную скорость по шоссе 35 км/ч и запас ходу 220 км.
Тяжёлый танк СМК. Чертеж В. Мальгинова.
Сложными были поиски оптимальной формы корпуса и башен. Возник вопрос, делать ли их литыми или же сваривать из броневых плит. Чтобы нагляднее представить себе, как будет выглядеть танк, Котин распорядился сделать его макет из дерева, который был готов через 15 дней.
Хотя на заводе уже создавался танк с противоснарядной броней Т-46—5, было очевидно, что новый танк — машина необычная. По компоновке первый вариант СМК, имевший три башни, больше всего напоминал крейсер. При этом его башни располагались не по продольной оси корпуса, а со смещением — передняя влево, а задняя — вправо. Центральная башня была выше концевых и монтировалась на броневом коническом основании. Центральная башня с 76-мм пушкой поворачивалась на 360°. Передняя башня нижнего яруса могла поворачиваться на 270°, а задняя — на 290°, благодаря чему «мёртвая зона» огня равнялась всего 440 кв. м, то есть была наименьшей среди всех рассмотренных вариантов. Боекомплект центральной башни составлял 150 выстрелов, а в двух остальных находилось по 300 выстрелов. Все башни имели перископы для наблюдения и прицелы. Экипаж многобашенной машины должен был состоять из 7 человек, что позволяло вести одновременный огонь во всех направлениях.
Танк имел по тем временам действительно надёжную броню, не пробивающуюся снарядами 37—40-мм орудий. Корпус и башни делались из катаной брони, максимальная толщина которой спереди и по бортам составлял 60 мм. Крыша танка была толщиной 20 мм, а дно для защиты от мин сделали толщиной 30 мм. Характерной особенностью машины с тремя башнями являлись скошенные углы носовой части корпуса, которые позднее были использованы на танке КВ-13 и машинах серии ИС.
СМК превосходил тяжёлый танк Т-35 в скорости, по запасу хода, проходимости, мог преодолевать подъём в 37°, тогда как для Т-35 крутизна более 15° была пределом. Первоначально танк должен был иметь ту же систему подвески, что и Т-35, но она была не очень надёжной и требовала для защиты громоздких и тяжёлых броневых экранов. Вот почему уже на раннем этапе проектирования от неё было решено отказаться и впервые в СССР использовать на тяжёлом танке торсионную подвеску, уже применявшуюся на лёгких шведских и германских танках.
Схема бронирования тяжёлого танка СМК.
В таком виде небольшой макет танка из дерева демонстрировался в Кремле 9 декабря 1938 г. Котин доложил об основных тактико-технических данных будущей машины, рассказал о ходе проектирования, о сомнениях проектировщиков относительно целесообразности установки на танке двух и более башен. Он демонстрировал чертежи и использовал макет двухбашенного танка.