Наряду с легкими танками конструкторские бюро трудились и над созданием проектов тяжелых танков. В 1932 г. в Военной академии механизации и моторизации РККА при участии Ж. Я. Котина рассматривался проект танка прорыва массой 80 т, с 152-мм пушкой и двигателем мощностью 2000 л. с. (предполагалось установить 24-цилиндровый дизель), с планетарной трансмиссией и гидропневматическими рессорами, обеспечивающими изменение клиренса. Эта идея впервые опробовалась в танкостроении и свидетельствовала о том, как далеко вперед смотрели советские конструкторы. Двигатели такой мощности начали ставить на танках только через 50 лет, а гидропневматические подвески в мировом танкостроении появились лишь через 40 лет.

Оригинальное предложение в связи с созданием тяжелого танка внес в апреле 1934 г. ленинградский конструктор Л. С. Троянов. Он предложил танк массой 300 т собрать из двух гусеничных «полутанков» и поперечной платформы с главной орудийной башней и гаубицей 203,2 мм. На каждом «полутанке» располагались две малые орудийные башни с пушками 152,4 мм. Соединенные в одну громадную машину, все три элемента образовывали четырехгусеничный агрегат длиной 17,5 м, шириной 6,52 м и высотой 5,1 м, защищенный 150-мм броней. В качестве силовой установки могли быть использованы два паровых двигателя по 1500 л. с. Каждый «полутанк» имел возможность действовать самостоятельно. Эти три разобщенных элемента могли быть также смонтированы на железнодорожных платформах и образовывать бронепоезд. В 30-х гг. велась проработка проекта тяжелого танка Т-39 с вооружением в трех вариантах. Все эти предложения были тщательно изучены, и, несмотря на то что они не были осуществлены, реальная польза от них все же была, и немалая: конструкторы приобрели опыт проработки различных перспективных проектов тяжелых танков.

Изучая проекты и конструкции реально существовавших машин, Ж. Я. Котин пришел к выводу, что при создании тяжелого танка, предназначенного для прорыва вражеской обороны, выгоднее иметь поменьше башен, сокращенный экипаж, зато надежную броневую защиту. Если разумно скомпоновать машину, совсем необязательно строить 70-тонную крепость. Примером мог служить 10-тонный французский танк «Рено» Р-35 с 40-мм броней или английский 16-тонный MK-III, имевший 60-мм броню, а также советский экспериментальный Т-46-5 с 60-мм броней, выдерживающей обстрел любой из существовавших тогда противотанковых пушек.

Этот опыт лег в основу тактико-технических требований к новому тяжелому танку. Основная суть этих требований сводилась к надежному бронированию, защищающему лобовые проекции от огня противотанковой артиллерии, и вооружению орудиями, способными поражать долговременные укрепления, а также годными для борьбы с противотанковой и полковой артиллерией противника. Для этого требовалась одна пушка калибра 76-, 107- или 122-мм и одна-две 37–45-мм пушки с боекомплектом 60–100 снарядов для основной пушки и 100–200 снарядов для других пушек. Кроме того, предусматривалась установка 4–5 пулеметов с боекомплектом в 5–6 тысяч патронов.

Вспоминая то время, Жозеф Яковлевич Котин говорил: «…очень важно было определить весь диапазон возможностей танка как боевой машины. Мы много работали, например, с плавающими танками и даже пытались „научить“ танк летать. Для этого танк Т-37 подвешивали к тяжелому бомбардировщику ТБ-3 и потом сбрасывали в воду» [9] .

Разработка танка для воздушного десантирования в 1935 г. стала темой кандидатской диссертации Ж. Я. Котина. Этот труд не был сугубо теоретическим исследованием — молодой диссертант лично участвовал в оригинальной разработке методики сбрасывания на бреющем полете плавающих танков Т-37А и Т-38.

«Эта серьезная, ответственная и, прямо скажем, опасная работа, — вспоминает летчик-испытатель, Герой Советского Союза, генерал-майор авиации П. М. Стефановский, — выполнялась под руководством известного инженера-конструктора бронемашин Ж. Я. Котина» [10] .

Никто не знал, как будет вести себя танк при приземлении и приводнении, какова будет реакция самолета при сбросе трехтонного груза, — никаких теоретических расчетов не было, все делалось впервые.

В первую очередь решили разработать методику сбрасывания танков в воду на бреющем полете. Испытания проводил талантливый летчик А. Н. Тягунин. После многочисленных экспериментов удалось ответить на целую серию вопросов: хватит ли мощности самолету, чтобы поднять на бомбодержателях такой груз, что произойдет с танком в условиях полета и после отделения от корабля, как все это отразится на аэродинамике самолета, не появится ли вибрация, не заденет ли самолет хвостом танк после сброса. Дело осложнялось еще и тем, что танк нужно было сбрасывать с малой высоты, чтобы он не получил повреждения и не утратил боеспособности. Снижая тяжелый бомбардировщик до такой высоты, экипаж самолета подвергал себя очень большому риску: при любой неудаче вряд ли кто-нибудь мог уцелеть. Однако летчики выполняли все полеты с акробатической виртуозностью. Вспоминая эти испытания, П. М. Стефановский пишет о том, что наблюдатели видели, как сброшенный с самолета танк вспарывал стоячую воду бассейна и поднимался на дыбы, а потом принимал устойчивое положение и плавно качался на волнах. После сброса танков самолет совершал посадку на берегу водного бассейна, высаживал экипажи и заправлял десантные танки горючим. Все это было очень сложным и совершенно новым делом в практике авиации и танкостроения, но результаты эксперимента оказались вполне удовлетворительными — советский танк Т-37 стал первым из танков, транспортировавшихся воздушным путем [11] .

В годы работы в Военной академии механизации и моторизации РККА Ж. Я. Котин часто выезжал в бронетанковые части Московского военного округа, а в 1935 г. присутствовал на показательных маневрах Киевского военного округа, в которых участвовали все рода войск. На этих маневрах отрабатывались вопросы прорыва укрепленной оборонительной полосы «противника» стрелковым корпусом, усиленным танковым батальоном, маневр мехкорпуса с целью окружения и уничтожения в своем тылу прорвавшихся групп «противника».