На крыше боевого отделения «объекта 701» устанавливалась башня, с ручным и электрическим механизмами поворота. Максимальная скорость вращения составляла 15 градусов в секунду. В боевом отделении размещались радиостанция, аппараты ТПУ, вращающееся контактное устройство, а также рабочие места наводчика, командира и заряжающего. Для посадки экипажа в башне находились два люка над местами заряжающего и командира. Для наблюдения за полем боя заряжающий имел смотровой прибор МК-4, а командир и заряжающий — по два таких прибора в поворотных основаниях крышек люков.

Вооружение «объекта 701» состояло из установленной в башне 122-мм пушки С-34, спаренной с пулеметом ДТ. Для наводки на цель использовался телескопический шарнирный прицел ТШ-17 с углами вертикального наведения от -3 до +19 градусов. Стрельба велась при помощи электроспусков, кнопки которых устанавливались на рукоятках маховиков механизма подъема пушки и поворотного механизма башни.

Пушка имела раздельное заряжание, снаряды укладывались в нише башни, а заряды — в бортовых нишах корпуса, на вращающемся полике и левой стенке башни. Также в башне размещались 26 дисков к пулемету ДТ, два пистолета-пулемета ППШ и 25 гранат Ф-1.

Дополнительные испытания танка «объект 701» № 5 — машина преодолевает косогор в 20 градусов. НИБТ полигон, весна 1945 года (ЦАМО).

Моторное отделение отделялось от боевого перегородкой. Здесь размещался двигатель, слева и справа от него — масляный и топливные баки. В бортовых нишах, изолированно от моторного отделения, монтировались вентиляторы системы охлаждения и радиаторы. Это обеспечивало удобный монтаж радиаторов и защищало от попадания в двигатель большого количества пыли.

В качестве силовой установки на «объекте 701» использовался дизельный двигатель В-12 мощностью 750 л.с. Он был спроектирован на базе серийного дизеля В-2ИС, увеличение мощности достигалось установкой нагнетателя и повышением числа оборотов до 2200 об/мин.

«Объект 701» имел оригинальную планетарную трансмиссию, обеспечивающую шесть передач вперед и три назад. Ее конструкцию разрабатывали специалисты МВТУ имени Баумана. Трансмиссия состояла из четырех основных узлов: главного 3-ступенчатого редуктора, реверса, мультипликатора и механизма поворота, которые компактно монтировались в одном картере. Для получения меньших размеров и удобства регулировки фрикционы и тормоза были вынесены из картера.

Ходовая часть по конструкции практически не отличалась от ходовой танка ИС-2, но имела семь опорных катков на борт.

Электрооборудование выполнялось по однопроводной схеме. Источниками электроэнергии являлись генератор Г-73 и четыре аккумуляторных батареи 6СТЭ-128.

На танке «объект 701» устанавливалась радиостанция 10РК и танковое переговорное устройство ТПУ-4-БИС-Ф.

Параллельно с изготовлением «объекта 701» № 0, Кировский завод вел сборку еще двух опытных образцов этой машины — № 1 и № 2. В их конструкцию внесли ряд изменений по опыту эксплуатации «нулевого» образца. Для испытаний двух этих машин была создана специальная комиссия (председатель — генерал-лейтенант танковых войск Б.Г. Вершинин), в состав которой вошли представители наркомата танковой промышленности и командования бронетанковыми и механизированными войсками Красной Армии.

Испытания начались 27 июня 1944 года — в этот день на трассу вышел «объект 701» № 1. Вторая машина («объект 701» № 2) присоединилась к первой лишь 8 июля.

Опытный образец танка «объект 701»-машина № 6. 1945 год. Танк вооружен 122-мм пушкой Д-25Т (РГАЭ).

Следует сказать, что эти образцы несколько отличались между собой — на машине № 1 стояла 122-мм пушка С-34, а на втором — 100-мм орудие С-34-1. Разработкой артсистем занималось Центральное артиллерийское конструкторское бюро под руководством В. Грабиина. «Объект 701» № 1 еще оснащался специально разработанным 50-мм минометом, смонтированным в крыше башни. Миномет предназначался для защиты танка от пехотинцев в ближнем бою. Это было сделано по типу английских танков, поставляемых в СССР по ленд-лизу — они оснащались минометом аналогичного назначения.

Испытания «объектов 701» завершились в августе 1944 года. В выводах комиссии отмечалось значительное количество недостатков в работе бортовых редукторов, двигателей, системе охлаждения, трансмиссии. Вместе с тем, положительных оценок заслужили установка орудия, удобные места работы экипажа в башне, оригинальное размещение прицела ТШ-17 в приливе справа от пушки и введенная конструкторами система продувки канала ствола орудия после выстрела.

Серийный танк ИС-4 во время проведения министерских испытаний — машина преодолевает спуск крутизной 27 градусов. Весна-лето 1947 года (РГАЭ).

Серийный танк ИС-4, общий вид (фото из архива И. Желтова).

Общая оценка опытных машин была следующей:

«Опытный образец тяжелого танка (объект № 701) по своим основным боевым качествам: бронированию, вооружению и маневренности, является наиболее современным тяжелым танком, превосходящим по броневой защите все существующие танки, а танки противника, кроме того, по вооружению и маневренности…

Однако в процессе испытаний выявлено, что агрегаты трансмиссии заводом недостаточно отработаны и проверены <…> вследствие чего рекомендовать образец тяжелого танка (объект 701) на вооружение Красной Армии до устранения отмеченных дефектов и повторных испытаний, не представляется возможным».

Комиссия предложила заводу прервать испытания опытных образцов и доработать их конструкцию. После этого предполагалось изготовить еще два доработанных опытных образца «объекта 701» и дополнительно испытать их.

Испытания обстрелом бронекорпусов «объекта 701» провели в августе 1944 года на полигоне в Кубинке. Стреляли из 88-мм противотанкового орудия РаК 43 и 75-мм пушки «Пантеры» по двум корпусам, которые отличались между собой толщиной верхнего листа борта — 120 и 160 мм соответственно. В ходе испытаний выяснилось, что броня «объекта 701» защищает от 75 и 88-мм снарядов со всех дистанций при курсовом угле 60 градусов по корпусу и 30 градусов по башне (курсовой угол отсчитывался от продольной оси танка). В целом отмечалось, что при небольшом увеличении массы корпуса и башни танка «объект 701» по бронестойкости значительно превосходит серийный ИС-2. Тем не менее, проводившая испытания комиссия в своих выводах записала, что бронезащита корпуса не обеспечивает полного «снятия» 75 и 88-мм снарядов при курсовых углах от 60 до 90 градусов (90 градусов — стрельба в борт танка), а башни — более 30 градусов. Тем не менее, комиссия рекомендовала «принять на вооружение корпус и башню тяжелого танка «701» конструкции Кировского завода», внеся в конструкцию ряд изменений.

Серийный танк ИС-4, вид сзади. Хорошо видна крыша моторно-трансмиссионного отделения и дополнительные топливные баки (фото из архива И. Желтова).

В сентябре 1944 года Кировский завод полностью разобрал «объекты 701» № 1 и 2 — планировалось на старых корпусах с башнями смонтировать новые узлы и детали, изготовленные с учетом результатов испытаний. Одновременно велась переработка конструкции корпуса и башни с учетом результатов их испытаний обстрелом.

В последних числах сентября 1944 года на заводские испытания вышел новый танк «объект 701», на котором установили измененные трансмиссию, бортовые редукторы и некоторые другие агрегаты. Одновременно шла сборка еще нескольких опытных образцов нового тяжелого танка — к середине ноября их имелось уже шесть штук. К этому времени в заводской документации сменили и нумерацию «объектов 701».