Деревянный макет первого варианта танка ИС-7 в натуральную величину, выполненный для проверки компоновочных решений
Опытный экземпляр танка ИС-7, хранящийся в музее в Кубинке
Первый экземпляр опытной машины был готов 8 сентября, второй – 25 декабря 1946 г. На ходовых испытаниях они показали поразительную для такой машины скорость – 60 км/ч, средняя скорость по булыжной дороге составила 32 км/ч. Ни один из тяжёлых танков того времени не мог похвастаться такими скоростными характеристиками.
В течение всего 1947 г. параллельно с длительными испытаниями двух первых опытных ИС-7 велась работа по созданию его следующего – улучшенного – варианта. Так, усилили бронирование корпуса и башни после обстрела 88-мм, 122-мм и 128-мм снарядами на полигоне НИИБТ их образцов, изготовленных на Ижорском заводе. Толщину лобовых и верхних бортовых листов увеличили до 150 мм, поставив их под вертикальными углами наклона 50° – 52°, кормовых – до 70 мм при 55° наклона. Башне придали менее уязвимую форму – она стала более округлой; толщину её лобовой части довели до 240 – 350 мм при угле наклона 45° – 0°, боковых листов – до 185 – 240 мм при углах 30° – 45°. Такую броню, да ещё установленную под большими углами, не могли пробить самые крупные из существовавших в то время 128-мм и 130-мм бронебойных калиберных снарядов (БКС).
Новый вариант ИС-7 вооружили новой 130-мм пушкой С-70 с длиной ствола 54 калибра. Её БКС массой 33,4 кг имел начальную скорость 900 м/с и пробивал 163-мм броню, установленную под углом 30°, на расстоянии 1000 м, а 143-мм – на 2000 м.
Улучшенный вариант танка ИС-7 с новым 130-мм орудием С-70, заменившим С-26. Внешним отличием служила конструкция дульного тормоза с круглыми отверстиями. 1948 г.
Боекомплект С-70 составлял 30 выстрелов. Вместо довольно громоздкого пневматического механизма заряжания, использовавшегося на первых машинах, был разработан малогабаритный цепной механизм с электроприводом.
Характерным внешним отличием пушки С-70 от С-26 служила конструкция дульного тормоза: на С-70 он был с небольшими круглыми отверстиями, а на С-26 имел щелевую конструкцию.
Танк получил прибор управления огнём со стабилизатором, обеспечивавшим наведение прицела независимо от пушки. Приведение её ствола к стабилизированной линии прицеливания и производство выстрела происходили автоматически.
Количество пулемётов на ИС-7 довели до восьми: два – крупнокалиберные, остальные – 7,62-мм РП-46. Прибавился второй КПВ-44 на крыше башни – для ведения огня и по воздушным, и по наземным целям. Все они имели дистанционное управление. Боекомплект к пулемётам составлял 400 патронов для КПВ и 2500 – для РП.
На танке установили серийный 12-цилиндровый дизель М-50 мощностью 1050 л.с. при 1850 об/мин, применявшийся на быстроходных морских катерах. На прежнем ТД-30, созданном на базе авиационного АЧ-300, в ходе испытаний выявился ряд существенных недостатков.
Двигатель М-50 отличали довольно большие габариты, что потребовало новых конструктивных решений для его установки в танк без увеличения высоты корпуса. Пришлось разработать новые короткие торсионы подвески (т.н. «пучковые»), состоявшие из семи тонких стержней; такие, чтобы оказалось достаточно места для размещения картера двигателя. Сам корпус высотой 2426 мм оказался даже ниже на 300 мм, чем танк ИС-2, и на 24 мм, чем ИС-3.
Удалось обеспечить и требуемую плавность хода машины. Для этого применили гидравлические амортизаторы двухстороннего действия, поршень которых разместили внутри балансира подвески.
В течение 1948 г. на ЛКЗ изготовили четыре опытных образца нового варианта ИС-7. После проведения заводских испытаний их передали на государственные. Председателем Государственной комиссии был назначен генерал-майор А. Сыч. Главный испытатель Министерства транспортного машиностроения СССР Е. Кульчицкий так вспоминал об этих испытаниях: «Мне была оказана большая честь, я получил предложение первым придать движение этому замечательному танку. Трудно передать словами свои ощущения. При скорости более 60 км/ч эта тяжёлая машина легко откликается на самые незначительные усилия, прикладываемые к рычагам и педалям. Передачи переключаются маленьким рычажком, машина абсолютно покорна водителю».
Действительно, километры пробега по испытательной трассе в районе Красного Села опытные экземпляры машин, которые вели водители-испытатели В. Ляшко и К. Ковш (они испытывали еще первые КВ), прошли без замечаний. Однако при боевом обстреле на полигоне случилось непредвиденное: один из снарядов, скользнув по наклонному борту, ударил в блок подвески и тот отскочил от днища вместе с катком. Машина села на грунт, и один из членов комиссии сравнил танк с «колоссом на глиняных ногах». Затем во время пробега на одной из машин загорелся двигатель, правда, уже выработавший свой гарантийный срок на испытаниях. Автоматическая система пожаротушения дала два срабатывания, но ликвидировать возгорание не удалось. Экипажу пришлось покинуть машину, и она полностью сгорела. При этом выяснилось, что резиновые баки для топлива, которые конструкторы установили на танк вместо обычных металлических для экономии веса, являются источником дополнительной пожароопасности.