Первый вариант артсамохода КВ-7, вид спереди. Зима 1942 года
Строенная установка 45-мм и 76-мм орудий во время испытаний стрельбой на УЗТМ, декабрь 1941 года
Спаренная установка вооружения (заводской индекс У-14) была разработана в КБ УЗТМ в январе 1942 года конструкторами Н.В.Куриным, Т.Ф.Ксюниным и др. По первоначальному графику ЧКЗ планировал изготовить второй экземпляр КВ-7 к 5 февраля 1942 года. Однако из-за недостатка кадров и большого объема работ по обеспечению серийного выпуска КВ-1 второй экземпляр был собран только в апреле и в течение мая — июня проходил испытания.
Эту машину вооружили спаренной системой из двух 76-мм танковых пушек ЗИС-5, размещенных в общей люльке. Огонь мог вестись залпом из двух орудий или одиночными выстрелами из любой пушки. Скорострельность спаренной установки достигала 15 выстр./мин. В боекомплект входили 150 выстрелов к пушкам и 2646 патронов к двум пулеметам ДТ, размещенным аналогично первому образцу КВ-7. Эту САУ продемонстрировали высшему командованию РККА, но на вооружение не приняли. К этому времени стало ясно, что установка в танке или самоходке двух орудий не оправдана, и работы по КВ-7 прекратили.
В начале 1942 года артиллерийское производство УЗТМ было выделено в самостоятельный артиллерийский завод № 9 НКВ. Однако часть коллектива объединенного КБ была оставлена на заводе для обеспечения производства корпусов танка КВ (из этой группы летом 1942 года был образован конструкторский отдел по проектированию САУ). В течение февраля — апреля 1942 года эта оставшаяся часть КБ выполнила ряд проектных работ по созданию новых самоходных установок. В их число вошли и проекты тяжелых машин, получивших индексы У-18 и У-19.
Проект У-18 предусматривал использование в качестве базовой машины самоходной установки КВ-7, на которой вместо нескольких орудий смонтировали одну 152-мм пушку-гаубицу МЛ-20. Разработка проекта была выполнена конструкторами Г.Н.Рыбиным, К.Н.Ильиным и др. Затем изготовили деревянный макет установки в натуральную величину. Монтаж артиллерийского орудия осуществлялся в рамке и предусматривал частичное изменение его конструкции. Углы наводки по вертикали составляли от -5° до +15°, по горизонту — в секторе 15°. Хорошие баллистические качества орудия обеспечивали 152-мм бронебойным снарядам массой 48 — 51 кг, имевшим начальную скорость 550 — 650 м/с, не только надежное поражение дотов и дзотов противника, но и пробитие танковой брони толщиной до 98 мм на дистанции 1000 м. Кроме того, осколочно-фугасный снаряд имел фугасное действие в три раза больше, чем осколочно-фугасный снаряд калибра 76 мм. Проект установки У-18 получил одобрение в НКТП и ГБТУ и затем был передан Челябинскому Кировскому заводу для использования при разработке самоходной установки СУ-152.
Первый вариант артсамохода КВ-7, вид сбоку. Зима 1942 года
Второй вариант КВ-7 (с двумя 76-мм орудиями) в цехе завода N° 100. Челябинск, май 1942 года
Самоходная установка У-19 разрабатывалась весной 1942 года на базе танка КВ-1. По проекту на машине устанавливалась 203-мм гаубица Б-4 массой 12,7 т. Мощный фугасный снаряд (масса 100 кг, начальная скорость 600 м/с) являлся весьма эффективным средством для разрушения железобетонных укреплений противника. Размеры САУ с полностью забронированным боевым отделением получились слишком большими, а ее расчетная боевая масса достигала 66 т. Анализ этого проекта показал, что создание маневренной самоходной артиллерийской установки, вооруженной 203-мм орудием, — технически сложная задача, и поэтому в металле проект выполнен не был.
Проектирование тяжелых САУ велось и в научно-исследовательском отделе ВАММ им. Сталина, в котором в феврале 1942 года под руководством начальника кафедры С.Д.Давидовича разработали проект самоходной установки для артиллерийской поддержки войск при преодолении укрепленных полос обороны противника и разрушении железобетонных дотов. Машина, созданная на базе танка КВ-1, должна была вооружаться 107-мм пушкой ЗИС-6, иметь броню толщиной 150 мм в лобовой части, бортовую броню толщиной 10 мм. Этот проект отправили на ЧКЗ, где было принято решение об установке на САУ более мощного вооружения — калибра 152 мм. Таким орудием стала пушка-гаубица МЛ-20. Учитывая острую необходимость в данной самоходной установке на фронте, предлагалось изготовить небольшую серию таких машин, вооруженных пушкой-гаубицей МЛ-20, в короткие сроки — за 1,5 месяца.