Проект танка КВ-4 Н. Духова — именно он был принят за основу при разработке рабочего проекта этой машины. Конструктивно этот вариант напоминал несколько увеличенный «объект 223» — КВ-3. Внизу вид башни со спаренной установкой 107 и 45-мм орудий (АСКМ).

М-50 мощностью 1000 л.с. представлял собой вариант М-40, предназначенный для установки на торпедных катерах. Однако до начала Великой Отечественной войны серийное производство этих двигателей так и не было организовано.

Получив задание на проектирование сверхтяжелых танков КВ-4 и КВ-5, начальник СКБ-2 Ж.Я. Котин подошел к решению этой задачи довольно оригинальным способом. Прекрасно зная, что опыта подобных работ на Кировском заводе не было, он поставил это на конкурсную основу и привлек к проектированию КВ-4 всех инженеров своего конструкторского бюро. Следует добавить, что по настоянию военных, в тактико-технические требования на КВ-4 внести ряд изменений — предусматривалось добавить в качестве дополнительного вооружения еще 45-мм пушку и огнемет.

В десятых числах апреля 1941 года в СКБ-2 начались работы по проектированию КВ-4. Все авторы с большим энтузиазмом принялись за дело. Задание, полученное ими, было довольно трудным: установка сразу двух пушек и никогда не применявшаяся на отечественных танках 125-130-мм броня требовали усиления шасси, а также обуславливали резкое повышение массы танка. Творческая мысль участников проектирования не ограничивалась, и проектанты этим широко пользовались. Исходя из заданных характеристик, они разработали и выдвинули довольно пеструю гамму идей. По массе предполагалось строить 80-, 90- и даже 100-тонные танки. Самый «легкий» из проектов удался инженеру Н. Духову — 82,5 т. Самый тяжелый получился у конструктора Г. Крученых — 107 т.

Компоновочные решения тоже были весьма различны: предлагались двухбашенные варианты со 107-мм орудием в основной башне, и 45-мм — в малой, размещенной на крыше основной, или с малой башней, установленной перед основной, в передней части корпуса. Были и однобашенные варианты со спаренными 107 и 45-мм орудиями, а также проекты с размещением 107 или 45-мм пушек в корпусе казематным способом. Один автор отказался от установки второй пушки, поместив основное 107-мм орудие в обыкновенной танковой башне, придав ей в плане круглую форму.

Вид в плане варианта КВ-4 Н. Духова — на чертеже показаны элементы механического подъема выстрелов к 107-мм пушке (АСКМ).

По бронированию тоже было немало оригинальных предложений. Так, некоторые авторы избрали способ бронирования башни таким образом, чтобы погон углублялся в корпус, что исключало заклинивание снарядов. Предлагались башни танка, имевшие в плане форму ромба с закругленными углами, или необычную фигурную форму с установкой в ней двух пулеметов ДТ и 45-мм пушки на оригинальной турельной установке, позволяющей стрелку вести огонь, не высовываясь из люка.

Пять проектировщиков двигатель и трансмиссию установили в передней части корпуса, что для тяжелых танков было необычным решением, а инженер Н. Цейц предложил разместить двигатель в корме, а трансмиссию — в носовой части. Л. Переверзев предложил ведущую пару катков в корме машины вынести из корпуса и укрепить на кронштейнах, что давало некоторую экономию забронированного объема, вместе с тем делало особо уязвимым этот важнейший узел машины.

Анализ сохранившихся чертежей (в распоряжении автора имеется 20 вариантов проекта танка КВ-4 из выполненных в 1941 году 27) свидетельствует, что многие из проектов содержат ценные, с конструкторской точки зрения, решения.

Работы по КВ-4 были завершены в начале мая 1941 года. 9 мая директор Кировского завода И. Зальцман подписан приказ о премировании ряда инженеров за проведенную ими работу по проектированию КВ-4:

Укладка боеприпасов к 107-мм пушке ЗиС-6 танка КВ-4, разработанного Н. Духовым с элементами механического подъема снарядов (АСКМ).

Проект танка КВ-4, предложенный конструкторами К. Кузьминым, П. Тарапатиным и В. Таротько (АСКМ).

«1. По рассмотрении 27 проектов машины КВ- 4, представленных СКБ-2, давших ряд исходных решений для разработки новых боевых машин, отмечаю проекты направленные на увеличение огневой мощи огня танка, а также проект, учитывающий производственные возможности завода и его экономику — использующий агрегаты серийных машин.

2. Утверждаю для КВ-4 проект, предусматривающий использование в основном агрегаты танка КВ-3».

Проектом, о котором идет речь в приказе, был вариант инженера H.Л. Духова. Он получил первую премию — 5000 рублей, и именно его вариант был впоследствии взят в качестве основного при разработке детальных чертежей КВ-4.