Весной 1942 года КБ завода № 183 представило на рассмотрение военных два проекта (различались лишь типом башни) вооружения тридцатьчетверки 122-мм гаубицей У-11 (последняя была разработана заводом № 9 в Свердловске и представляла собой танковый вариант 122-мм гаубицы М-30 образца 1938 года). Видимо, подобная работа началась параллельно с испытаниями танка КВ-9 — серийного КВ, вооруженного 122-мм гаубицей У-11.
Но и проекты этих «артиллерийских» тридцатьчетверок не получили одобрения ГАБТУ КА, в документах которого по поводу этих проектов сказано следующее:
«Проектом предусматривается установка опытного образца 122-мм танковой гаубицы У-11 в новой башне танка Т-34 при сохранении существующего погона.
Ввиду того, что при предложенной установке в боевом отделении имеется только два человека для обслуживания орудия, что совершенно недостаточно для нормальной работы при гаубице, данный проект интереса не представляет и подлежит отклонению.
При наличии образца установки этой гаубицы в более просторной башне танка КВ (речь идет об опытной машине КВ-9. —
Работы по усилению артиллерийского вооружения серийных тридцатьчетверок активизировались весной 1943 года. Одним из первых был проект завода № 172, который предлагал удлинить 76-мм пушку Ф-34 на 10 калибров, повысив таким образом начальную скорость снарядов. Однако данный проект одобрения не получил.
В августе 1943 года конструкторское бюро завода № 183 докладывало наркому Малышеву о проработке установки 85-мм пушек конструкции завода № 9 Д-5 и ЦАКБ НКВ С-31 и С-50 в танк Т-34:
«Как показала проработка, наиболее удовлетворительной в части габаритов в боевом помещении Т-34 и Т-43 и весовых данных системы — является Д-5 завода № 9».
Осенью 1943 года ЦАКБ НКВ спроектировало, изготовило и установило в танк Т-34 опытный образец 76-мм танковой пушки С-54. Увеличение мощности этого орудия достигалось путем замены трубы пушки Ф-34 валового производства на трубу, имеющую штатную баллистику 76,2-мм зенитной пушки образца 1931/38 годов (ЗК). В заключение отчета по испытаниям говорилось:
«С-54 заводские испытания стрельбой и возкой выдержала. Для окончательного решения вопроса о возможности принятия системы С-54 на вооружение Красной Армии необходимо в срочном порядке опытный образец передать на государственные испытания».
Полигонные испытания тридцатьчетверки с С-34 прошли с 14 по 19 октября 1943 года на АНИОПе, по результатам которых отмечалось, что «С-54 испытания выдержала, однако требует доработки отдельных узлов и механизмов. С-54 обладает существенным превосходством перед Ф-34.
Принимая во внимание, что валовое изготовление 76-мм зенитной пушки обр. 1931/38 гг. и боеприпасов к ней снято с производства в 1939 г., испытания пушки С-54 можно рассматривать как временное мероприятие, впредь до введения на вооружение более мощной 85-мм танковой пушки».
Что касается 85-мм орудий для Т-34, то осенью 1943 года в Т-34 испытывались четыре образца таких пушек: Д-5Т завода № 9 (в башне с погоном 1600 мм), ЛБ-1 (ЛБ — Лаврентий Берия) завода № 92 (в башне с погоном 1600 мм, С-53 и С-50 конструкции ЦАКБ НКВ (в башне с нормальным погоном 1420 мм и расширенным 1600 мм соответственно). В результате постановлением ГКО № 4776 от 15 декабря 1943 года на вооружение Красной Армии был принят танк Т-34-85 с 85-мм пушкой Д-5Т. А 23 января 1944 года постановлением ГКО № 5020сс на вооружение принимается Т-34 с 85-мм орудием ЗИС-С-53 (пушка С-53 конструкции ЦАКБ НКВ, доработанная заводом № 92 имени Сталина). Эта машина и стала наиболее массовой тридцатьчетверкой.
Тем не менее, существовали два опытных образца модернизированных тридцатьчетверок, которые имели довольно приличные шансы быть принятыми на вооружение. История их появления такова.
27 декабря 1943 года нарком танковой промышленности В. Малышев записал в своем дневнике: