Вместе с расчетами были проведены испытания стрельбой по броневым плитам толщиной от 80 до 200 мм с установкой 6-10-мм противокумулятивных экранов. В результате испытаний такой экранированной брони было установлено, что ее применение обеспечивало защиту от кумулятивных средств поражения при удалении экрана от брони на 400-500 мм. При этом выигрыш в массе экранированной брони составлял 35-40% по сравнению с монолитной броней равной противокумулятивной стойкости. С уменьшением расстояния между экраном и броней до 100 мм выигрыш в массе составлял всего 6%, и установка экранов в этом случае была нецелесообразна.

Увеличение толщины брони для обеспечения противокумулятивной стойкости танков и соответственно их массы на указанные выше величины были неприемлемы. Решение проблемы по уменьшению массы брони специалисты филиала ВНИИ-100 на основе результатов проведения различных НИОКР видели в использовании в составе брони стеклопластика и легких сплавов на основе алюминия и титана, а также их комбинации со стальной броней.

Еще в сентябре 1957 г. в соответствии с распоряжением Совета Министров СССР для снижения массы брони танков филиалом ВНИИ-100 совместно с НИИ пластмасс, НИИ стекловолокна Госкомитета по химии, НИИ-571 и МФТИ развернулись НИОКР по созданию высокопрочных пластмассовых материалов для создания противопульной и противоснарядной брони. В результате в 1960 г. в филиале ВНИИ-100 под руководством В.З. Вишневского и В.П. Васина разработали конструкцию броневого корпуса легкого танка ПТ-76 с использованием стеклопластика. Изготовленный макет корпуса танка прошел испытания обстрелом, а также ходовые испытания буксировкой на НИИБТ полигоне. Плиты из броневого стеклопластика для корпуса танка и натурных испытаний обстрелом изготовил завод «Карболит» в Орехово-Зуеве.

Как показали расчеты, массу корпуса танка за счет применения стеклопластика можно было уменьшить (как и для корпусов из алюминиевых сплавов) на 30% и более по сравнению с массой равных по снарядостойкости стальных корпусов. Причем основная доля выигрыша по массе достигалась на конструкционных (неброневых) деталях корпуса (днище, крыша, кронштейны, ребра жесткости и т.п.). Дальнейшие работы по стеклопластиковому корпусу были приостановлены в связи с развертыванием работ по созданию комбинированной защиты для нового среднего танка, разрабатывавшегося в КБ харьковского завода им. Малышева под руководством А.А. Морозова. Тем не менее, в 1960-1961 гг. стеклопластиковый корпус танка ПТ-76 прошел испытания на определение характеристик радиолокационного отражения (предполагалось, что — кроме других положительных качеств — стеклопластик обладал и радиопрозрачностью), дав тем самым начало еще одному направлению в области комплексной защиты объектов бронетанковой техники — маскировке.

В соответствии с приказами ГКОТ №513 от 31 декабря 1957 г. и №32 от 31 января 1958 г. во ВНИИ-100 и его московском филиале развернулись НИОКР по двум темам. Первая была связана с созданием комбинированной брони с применением неметаллических материалов, обладавших высокой струегасящей способностью при малой удельной массе. В работах по созданию комбинированной брони также принимали участие НИИБТ полигон, МФТИ, ЛФТИ, НИИ-24, Институт гидравлики Сибирского отделения АН СССР, Всесоюзный институт авиационных материалов, НИИ пластмасс и различные металлургические предприятия страны. Руководителем работ от ВНИИ-100 был назначен Б.М. Хазин. Вторая тема возобновляла работы по созданию экранированных броневых конструкций — противокумулятивных экранов. Работы от ВНИИ-100 возглавил К.И. Буганов.

Первые варианты комбинированной брони были созданы с использованием броневых алюминиевых и титановых сплавов. Изменяя составы, взаимное расположение и толщины слоев, конструкторы добивались наивысшей защищенности танка от всей совокупности поражающих факторов противотанкового оружия.

Использование алюминиевых сплавов в качестве брони в Советском Союзе впервые было реализовано в 1950-е гг. в авиации, где применялась броня АБА-1 (сплав В-95) в виде навесных экранов. В танкостроении эта броня не получила распространения, так как в то время не был известен способ и технологический процесс сварки броневых листов из алюминиевого сплава АБА-1, а как показал опыт танкостроения в годы Великой Отечественной войны, сварка была основным технологическим процессом при изготовлении броневого корпуса всех типов отечественных танков.

НИР, проведенные в Советском Союзе в 1959-1961 гг., подтвердили целесообразность создания броневых корпусов из алюминиевого сплава для легких танков. Толщина алюминиевых броневых преград при равной пулестойкости была в 3-3,5 раза больше толщины стальных броневых преград, поэтому прочность и жесткость алюминиевых листов оказывалась значительно выше, чем у стальных листов. Это позволяло во многих случаях отказаться от ребер жесткости, различных косынок, распорок, выштамповок и получить экономию массы корпуса до 30% при сохранении одинаковой пулестойкости. Снижение массы машины давало возможность увеличения запаса плавучести легкого танка и осуществления десантирования машины парашютным способом.

Повышенный интерес к броневому алюминиевому сплаву объяснялся еще и тем, что этот сплав обеспечивал лучшую, чем сталь, защиту от радиации, быстро освобождался от наведенной радиации и обладал более высокой коррозионной стойкостью. Достоинством алюминиевого сплава также являлось более высокое, чем у стали, сопротивление пробитию осколками.

Для промышленного освоения алюминиевой брони в отечественном танкостроении в начале 1960-х гг. в соответствии с постановлением правительства от 30 мая 1960 г. на СТЗ была изготовлена опытная партия из шести плавающих танков ПТ-76, корпуса которых были выполнены из алюминиевого сплава Д-20. Эти танки имели обозначение М906, поскольку технология изготовления корпуса машины из броневого алюминиевого сплава должна была быть такой же, как у разрабатывавшегося опытного легкого танка «Объект 906». Проведенные заводские и полигонные испытания танков М906 подтвердили возможность снижения массы легкого танка за счет применения алюминиевых сплавов. Однако алюминиевый сплав Д-20 разрабатывался и применялся в авиастроении как конструкционный материал и в качестве броневого сплава не мог быть использован.

Корпус танка ПТ-76, изготовленный из стеклопластика.	Корпус плавающего танка М906.

В результате выполненных НИОКР в период 1962—1965 гг. был разработан сложнолегированный броневой алюминиевый сплав АБТ-101 (АБТ — алюминиевая броня танковая) с высоким (почти вдвое большим, чем в зарубежных алюминиевых броневых сплавах) содержанием цинка и магния. В это же время был отработан технологический процесс сварки броневых алюминиевых листов большой толщины путем аргонодуговой сварки плавящимся электродом. Разработанный броневой алюминиевый сплав успешно прошел полигонные испытания при обстреле опытных образцов легкого танка «Объект 906» и боевой машины десанта «Объект 915». По пулестойкости этот сплав не уступал алюминиевым броневым сплавам, применявшимся в американских и британских легких танках и БТР. В дальнейшем алюминиевый броневой сплав АБТ-101 (АБТ-102) применялся при создании опытных легких танков, боевой машины пехоты БМП-3 и боевых машин десанта БМД-1, БМД-2 и БМД-3.