К сожалению, снабжать войска требуемым по штату количеством «ворошиловцев» не удавалось по целому ряду причин. Положение серьезно осложнилось с началом войны, когда с августа 1941 г. прекратились поставки дизелей В-2, идущих прежде всего на выпуск танков Т-34, До момента прекращения производства (до эвакуации завода №183 в Нижний Тагил в октябре 1941 г.) харьковчане смогли поставить в войска 1123 «ворошиловца». О высоких эксплуатационных качествах этих машин говорит тот факт, что не менее 330 из них пережили войну и даже служили в послевоенные годы, уступив эстафету только тяжелому тягачу АТ-Т, разработанному также в Харькове.
Необходимость наличия в армии тяжелых гусеничных тягачей, способных буксировать системы корпусной артиллерии и артиллерии РВГК, не вызывала сомнений. Более того, с 1942 г. артиллеристы прекратили получать от промышленности запасные части к «ворошиловцам», что серьезно затрудняло их эксплуатацию. Однако было очевидно, что воссоздавать производство этих тягачей нецелесообразно, учитывая полную потерю имевшейся оснастки, а также наличие достаточно сложной оригинальной ходовой части машины. Поэтому уже с весны 1942 г. на заводе №183 в Нижнем Тагиле под руководством Н.Г. Зубарева развернулось эскизное проектирование нового тяжелого тягача для нужд ГАУ и эвакуации аварийных танков. При этом было решено максимально использовать удачные конструктивные находки, реализованные в «Ворошиловце», а в ходовой части использовать хорошо освоенные в производстве узлы и агрегаты среднего танка Т-34. Первоначально проект тягача получил заводской индекс А-45, а затем -более привычный АТ-451.
Надо сказать, что еще в 1940 г. конструкторы тракторного отдела «200» завода №183, возглавляемые Н.Г. Зубаревым, провели проектирование и выполнили технический проект тяжелого транспортного тягача АТ-42 (заводское обозначение А-42) на базе среднего танка Т-34 (трансмиссия и ходовая часть).
Первоначально он не имел броневой защиты и вооружения. В последующем тягач получил бронированную рубку в передней и средней части корпуса, в которой размещались отделение управления и моторное отделение. Она сваривалась из броневых листов толщиной 15 и 50 мм. В кормовой части корпуса находилось трансмиссионное отделение, а перед ним – отделение тяговой лебедки.
АТ-42 был вооружен 7,62-мм пулеметом ДТ, устанавливавшимся в шаровой опоре справа в лобовом листе рубки.
В моторном отделении вдоль продольной оси корпуса устанавливался дизель типа В-2 мощностью 500 л.с. В отличие от базовой машины, трансмиссия АТ-42 имела привод отбора мощности на тяговую лебедку. Ходовая часть машины осталась практически без изменений. В кормовой части тягача располагалось буксирное приспособление. Тяговое усилие на крюке достигало 15 тс.
Над крышей трансмиссионного отделения располагалась грузовая платформа грузоподъемностью 3 т, на которой устанавливались сиденья для перевозки личного состава и брезентовый тент.
Максимальная скорость АТ-42 – 33 км/ч.
Технический проект АТ-42 утвердили в августе 1940 г., а в ноябре построили два опытных образца. В декабре 1940 г. при проведении заводских испытаний были выявлены дефекты в коробке передач, гусеничном движителе, в приводе лебедки и др. Машину отправили на доработку. С началом войны все работы по АТ-42 были завершены, но проектные изыскания в области тракторостроения не прекращались.
Требования к новому тягачу, призванному заменить «Ворошиловец», были следующие: боевая масса машины – не более 20 т; усилие на крюке (на 1-й передаче) – до 25 тс (не менее 15 тс); скорость движения по шоссе – не менее 30 км/ч, скорость движения при нагрузке 10-15 т – не менее 10 км/ч. В кузове должны были перевозиться не менее 16 человек (расчет тяжелой гаубицы) или 5-6 т груза. Следовало предусмотреть возможность установки лебедки так называемого «немецкого типа» с тяговым усилием не менее 5 тс. Забегая вперед, можно отметить, что именно этот пункт требований выполнить не удалось.