Việc Hồng quân chuyển sang hoạt động tấn công tích cực vào cuối năm 1942 cho thấy sự cần thiết phải trang bị cho lực lượng pháo cơ động có sức mạnh đặc biệt. Để chống lại các boongke mạnh mẽ và phá hủy các công trình kiên cố trong các trận chiến đô thị, đôi khi ngay cả hệ thống pháo kéo cỡ nòng 152, 4 mm cũng không đủ. Để giải quyết những vấn đề như vậy, Hồng quân đã trang bị lựu pháo B-4 mod được kéo. Năm 1931, nhưng việc nó tiến đến vị trí bắn trực tiếp rất nguy hiểm cho súng, kíp lái và máy kéo. Ngoài ra, tốc độ di chuyển thấp của B-4 khi hành quân đã không cho phép sử dụng lựu pháo trong các cuộc tấn công nhanh và sâu hướng sâu vào tuyến phòng thủ của đối phương.
Được hướng dẫn bởi những cân nhắc này, vào năm 1942, Liên Xô đã chuẩn bị bản phác thảo thiết kế cho việc bố trí lựu pháo B-4 trên pháo tự hành bọc thép hoàn toàn thuộc loại pháo tấn công. Pháo tự hành được lên kế hoạch tạo ra trên cơ sở xe tăng KV-1, dự án này được đặt tên là U-19. Trọng lượng thiết kế của chiếc xe được phát triển là 60 tấn, trở thành gánh nặng không thể chịu nổi đối với việc truyền tải vốn đã quá tải và không đáng tin cậy của xe tăng hạng nặng KV-1. Hạn chế thứ hai của một loại ACS như vậy là góc nâng của lựu pháo nhỏ, không cho phép sử dụng khả năng tiến hành hỏa lực của nó ở phạm vi tối đa từ các vị trí đóng. Dự án đã bị hủy bỏ.
Vào mùa thu năm 1943, GAU một lần nữa quay trở lại với ý tưởng tạo ra một ACS có công suất lớn và đặc biệt cao. Vũ khí chính của đơn vị pháo tự hành là lựu pháo cỡ 203 mm. Năm 1931, việc sản xuất tại nhà máy Bolshevik được lên kế hoạch tiếp tục vào năm 1944. Không có gì kỳ lạ trong quyết định này, vì hệ thống pháo được lựa chọn được phân biệt bởi tính sát thương cao và nếu được lắp đặt trên khung gầm có bánh xích, Hồng quân sẽ có trong tay một vũ khí hủy diệt cơ động công suất cao. Theo lệnh của Ủy ban nhân dân vũ trang DF Ustinov, vào tháng 11 năm 1943, một cuộc thi đã được công bố để tạo ra một loại pháo tự hành mới, được đặt tên bán chính thức là "Vityaz".
Vài tuần sau, các thiết kế sơ bộ của họ cho ACS mới đã được trình bày bởi các nhà máy # 100 NKTP, Uralmash Design Bureau và TsAKB. Chiếc đầu tiên trong số đó là một cỗ xe pháo tự hành với một xe kéo, trong đó nó được lên kế hoạch để đặt một phần kho đạn của súng. Về mặt nào đó, dự án này giống GPF 194 của Pháp, chỉ khác là sức mạnh của ACS cao hơn.
Phòng thiết kế Uralmash đã đưa ra hai lựa chọn cho cuộc thi cùng một lúc: một lựu pháo B-4 203 mm trên khung gầm của xe tăng KV-1S (hiện đại hóa U-19 ACS) và một lựu pháo 203 mm hoặc hai khẩu 152 mm pháo gắn trên khung gầm của hai chiếc SU-122 ACS. Ngay trước khi bắn, người ta đã đề xuất kết nối khung gầm, trong khi việc chuẩn bị bắn mất tới 40 phút, so với 20 phút đối với dự án do nhà máy số 100 NKTP đề xuất.
Đồng thời, các công trình do nhà máy số 100 và Phòng thiết kế Uralmash trình bày có thể dự đoán không tìm được sự ủng hộ đầy đủ từ các thành viên của ủy ban, vì chúng bị phân biệt bởi sự phức tạp ngày càng tăng về công nghệ của các dự án. Kết quả là, chỉ có dự án TsAKB theo chỉ số C-51 được phê duyệt. ACS S-51 được chế tạo trên cơ sở xe tăng KV-1S. Người ta sớm cho rằng khung gầm của xe tăng không đủ chiều dài của bề mặt đỡ và cần được cải tiến. Nó đã được đề xuất để sửa đổi khung gầm, mở rộng nó thành 7 hoặc 8 bánh đường. Đồng thời, số lượng cải tiến cần thực hiện khá lớn và số lượng ACS được sản xuất khó có thể vượt quá vài chục chiếc, vì vậy nó đã quyết định từ bỏ ý định thành lập sản xuất khung gầm mới. Quyết định cuối cùng liên quan đến việc lắp đặt hệ thống pháo trên khung gầm không thay đổi của xe tăng KV-1S, đây không phải là phương án tốt nhất.
Các tính năng thiết kế
Pháo tự hành S-51 là pháo tự hành kiểu hở - thân pháo tự hành được bọc thép hoàn toàn hoạt động như một bệ pháo tự hành cho lựu pháo hạng nặng B-4 được gắn mở trên đầu. Vỏ bọc thép của pháo tự hành được làm từ các tấm giáp cán có độ dày 75, 60 và 30 mm, giống như vỏ nguyên bản của xe tăng KV. Dự trữ được phân biệt và chống pháo. Các tấm giáp trước có góc nghiêng hợp lý. Ở mũi tàu có ghế lái, cũng như đạn dược và các tàu sân bay của nó, phần còn lại của kíp pháo binh ở bên ngoài vỏ bọc thép. Bộ truyền động ACS và động cơ được đặt ở đuôi tàu. Một cửa sập khẩn cấp được đặt ở dưới cùng của thân tàu để thoát hiểm khẩn cấp khỏi phương tiện.
Vũ khí chính của pháo tự hành S-51 được cho là lựu pháo B-4 203 mm đã được cải tiến. Lựu pháo được lắp lộ thiên trên nóc thân tàu bọc thép và có góc dẫn hướng thẳng đứng trong phạm vi từ 0 đến 60 độ, khu vực dẫn hướng ngang là 40 độ (mỗi hướng 20 khẩu). Độ cao của vạch lửa là 1070 mét khi bắn vào mục tiêu có độ cao 3 m, tầm bắn thẳng là 6, 9 km, tầm bắn lớn nhất là 18, 26 km. Một phát bắn từ lựu pháo được thực hiện bằng cách sử dụng một bộ kích hoạt cơ khí bằng tay. Súng B-4 được trang bị một chốt pít-tông, và tốc độ bắn của lựu pháo là 1 phát trong 1, 25-2, 5 phút. Ở vị trí bắn, tính toán súng được bọc bằng một tấm áo giáp đồ sộ, được tháo ra trong quá trình hành quân, nòng lựu pháo chuyển về vị trí xếp gọn.
Đạn của lựu pháo bao gồm 12 viên đạn được nạp theo nắp riêng biệt. Cước và đạn pháo được cất giữ trong vỏ bọc thép của pháo tự hành, khả năng cung cấp chúng từ mặt đất cũng được thực hiện. Pháo tự hành S-51 có thể bắn toàn bộ dải đạn từ lựu pháo B-4, bao gồm đạn xuyên bê tông và đạn nổ cao nặng 100 kg. Đạn nổ cao F-623, F-625 và F-625D có tốc độ ban đầu 575 m / s, G-620 và G-620T xuyên bê tông có tốc độ 600-607 m / s.
ACS S-51 được trang bị động cơ diesel V-2K 12 xi-lanh 4 kỳ hình chữ V có công suất 600 mã lực. Động cơ được khởi động bằng cách sử dụng bộ khởi động ST-700 (công suất 15 mã lực) hoặc sử dụng khí nén, được đặt trong hai xi-lanh 5 lít ở hai bên thành xe. Các thùng nhiên liệu có tổng thể tích 600-615 lít được đặt bên trong thân xe bọc thép ở khoang động cơ và khoang điều khiển.
Hệ truyền động ACS là cơ khí và bao gồm: ly hợp chính nhiều đĩa ma sát khô "thép theo ferodo"; 2 ly hợp bên nhiều tấm có ma sát thép trên thép; Hộp số 4 số tiến (8 số tiến và 2 số lùi); 2 hộp số hành tinh trên bo mạch. Hoạt động không đáng tin cậy của hệ thống truyền dẫn ACS S-51 đã được ghi nhận trong các cuộc thử nghiệm của nó. Thực tế này đã trở thành một xác nhận khác cho luận điểm rằng các khiếm khuyết về đường truyền vẫn là một trong những thiếu sót chính vốn có ở tất cả các xe tăng và xe bọc thép dòng KV dựa trên nó.
Khung gầm của pháo tự hành lặp lại khung gầm của xe tăng KV-1S. ACS có một hệ thống treo thanh xoắn riêng cho mỗi bên trong số 6 bánh xe đầu hồi (đường kính 600 mm) ở mỗi bên. Đối diện với mỗi con lăn là một điểm dừng hành trình của máy cân bằng treo được hàn vào thân xe. Các con lười ở phía trước, và các bánh dẫn động với vành răng có thể tháo rời của bánh đèn lồng ở phía sau. Phần trên của đường ray được hỗ trợ bởi 3 con lăn tàu sân bay nhỏ.
Nhìn chung, khung gầm, động cơ và thân của chiếc xe tăng KV-1S nối tiếp không có bất kỳ thay đổi nào. Tháp pháo đã được tháo rời khỏi xe tăng, thay vào đó là một khẩu lựu pháo B-4 được lắp trên một toa tàu mở. Do trọng lượng của S-51 ACS (nặng gần 50 tấn) vượt quá trọng lượng của một xe tăng nối tiếp với tháp pháo được trang bị đầy đủ, nên hiệu suất lái của xe khá tầm thường.
Số phận của dự án
Mẫu đầu tiên của pháo tự hành S-51 bắt đầu được thử nghiệm tại nhà máy vào tháng 2 năm 1944, các cuộc thử nghiệm được thực hiện theo một chương trình viết tắt. Đồng thời, sự quan tâm đến dự án chế tạo pháo tự hành có sức công phá lớn đến nỗi, không cần đợi đến khi chính thức hoàn thành, pháo tự hành đã được chuyển giao cho ANIOP. Chính ở đây, tất cả những thiếu sót lớn của chiếc máy này đã lộ diện đầy đủ. Do dòng lửa cao, ACS lắc lư rất mạnh khi bắn và theo quán tính, nó quay ngược lại với sự dịch chuyển về phía sau. Trong trường hợp góc nâng của súng đủ lớn, độ giật của lựu pháo quá mạnh khiến tổ lái không thể ở yên vị trí của mình. Tất cả những điều này cùng nhau dẫn đến việc mục tiêu bị đánh sập và phân tán lớn trong quá trình bắn (việc lắp đặt thiết bị mở là cần thiết) và gây ra sự bất tiện cho phi hành đoàn ACS. Ngoài ra, bản thân khung gầm của xe tăng KV-1S đã kém thích ứng với việc lắp đặt một loại vũ khí mạnh như vậy.
So sánh tất cả các dữ liệu thu được trong quá trình thử nghiệm, GAU cho rằng S-51 vẫn có thể được đưa đi sản xuất hàng loạt, nhưng giải pháp này đã không được triển khai trên thực tế. Trước hết, điều này là do việc sản xuất xe tăng KV-1S đã được hoàn thành vào tháng 12 năm 1942 - tức là chỉ có thể có được khung gầm cần thiết cho ACS mới bằng cách chế tạo lại các xe tăng nối tiếp đã sản xuất. Vấn đề quan trọng thứ hai là sự vắng mặt của chính máy bay B-4, việc phóng chúng không bao giờ được triển khai.
Cũng trong chuyên khảo của M. Kolomiets, dành riêng cho xe tăng KV, có đề cập đến một khẩu ACS có thiết kế tương tự, nhưng được trang bị pháo 152, 4 mm Br-2. ACS này đã được thử nghiệm vào tháng 7 năm 1944 gần Leningrad, và câu hỏi thậm chí còn được đặt ra về việc bắt đầu sản xuất nó trên cơ sở xe tăng IS vào mùa thu năm 1944. Nhưng dự án này đã không được thực hiện, và các cuộc thử nghiệm với pháo tự hành siêu mạnh vẫn được tiếp tục sau khi chiến tranh kết thúc. Sau đó, công việc đã được tiến hành để tạo ra loại pháo cỡ lớn có khả năng bắn đạn pháo bằng chất nổ hạt nhân. Pháo tự hành nối tiếp kiểu này đã trở thành pháo tự hành 2S5 "Hyacinth" khá hiện đại.
