Разработку технического проекта танка, двухплоскостного стабилизатора пушки (шифр «Метеор») и выстрелов предполагалось завершить в июле 1959 г. В список исполнителей, помимо предприятий, привлекавшихся к созданию нового танка, для проектирования выстрелов включили ряд НИИ, головным из которых являлся НИИ-24 (ведущие — В.В. Яворский и П.И. Барабанщиков).

Согласно ТТТ, 115-мм артиллерийская система должна была обеспечить новому танку (по сравнению с вооружением Т-55) значительное увеличение бронепробиваемости за счет повышения начальной скорости бронебойного снаряда (особенно под большими углами наклона брони) и дальности прямого выстрела, а ее двухплоскостной стабилизатор при стрельбе сходу (со скоростью 25 км/ч по среднепересеченной местности) - не менее 60% попаданий бронебойным снарядом в цель на дальностях от 1800 до 1500 м. Дальность прямого выстрела бронебойно-подкалиберным снарядом должна была составлять не менее 1800 м, кумулятивным — 1000 м.

Бронебойно-подкалиберный снаряд на дальности 1000 м под углом от нормали к броне 0° должен был иметь бронепробиваемость не менее 230 мм, на дальности 2000 м — не менее 180 мм, а под углом 60° — не менее 130 и 100 мм соответственно. В свою очередь, бронепробиваемость кумулятивного снаряда на дальности до 2000 м определялась не менее 300 и 130 мм соответственно. При этом оба типа снарядов должны были удовлетворительно работать по броне под углами от 0 до 70° от нормали, а действие 115-мм осколочно-фугасного снаряда - соответствовать действию аналогичного стандартного 100-мм снаряда.

Кучность боя (В_в и В_Б) бронебойно-подкалиберного снаряда при стрельбе по щиту на дальности 2000 м не должна была превышать 0,6 м (как и для кумулятивного и осколочно-фугасного снарядов -только на дальности 1000 м).

Масса и размеры гладкоствольной 115-мм пушки У-5ТС должны были находиться в пределах аналогичных показателей 100-мм пушки Д-54ТС. Аналогичные требования предъявлялись и к выстрелам. При этом в конструкции бронебойно-подкалиберного снаряда 115-мм пушки допускалось применение отделяющихся частей. Поэтому в соответствии с протоколом технического совещания на заводе №183 от 14 февраля 1959 г. при выполнении эскизного проекта нового среднего танка чертежи установочных мест под монтаж как 115-мм, так и 100-мм пушки в башне выполнили одинаковыми.

Первоначально пушка У-5ТС имела механизм продувки канала ствола сжатым воздухом из двух пятилитровых баллонов. Однако, учитывая недостатки этой системы, проходившей испытания на танке Т-54 со 100-мм пушкой С-84СА, и требование главного конструктора КБ завода №183 Л.Н. Карцева, от нее отказались и применили соответствующее эжекционное устройство.

Опытный танк «Объект 165» (второй образец).

Опытный истребитель танков «Объект 166».

Новый средний танк на базе Т-55 со 100-мм танковой пушкой Д-54ТС получил наименование «Объект 165» (второй образец). Его проект выполнили в КБ завода №183 в короткие сроки, используя опыт создания танка «Объект 142». Машина имела цельнолитую башню новой конструкции, разработанную в бюро по вооружению, возглавляемом Ю.П. Костенко, и удлиненный броневой корпус с иной расстановкой опорных катков. Для снижения уровня загазованности боевого отделения был применен механизм удаления из танка стреляных гильз, конструкцию которого еще для танка «Объект 140» создали инженеры КБ завода Ю.А. Кипнис-Ковалев, В.М. Быстрицкий, Е.Е. Кривошея и Ю.С. Цыбин (использование данного механизма вместе с эжектором пушки обеспечило снижение уровня загазованности более чем в 2 раза).

В марте 1959 г. Уралмашзавод произвел доработку чертежей пушки Д-54ТС под установку двухплоскостного стабилизатора «Комета» и прицела ТШ-2А. Усовершенствованный образец этой пушки получил наименование У-8ТС.

Технический проект нового среднего танка со 115-мм гладкоствольной пушкой У-5ТС, получившего заводское обозначение «Объект 166», КБ завода №183 завершило в июле 1959 г. Он отличался от танка «Объект 165» только артиллерийской системой, взаимозаменяемой по установке в башне со 100-мм нарезной пушкой У-8ТС, съемными хомутами укладки боекомплекта выстрелов и прицелом с другой нарезкой шкал.

Использование новой гладкоствольной пушки обеспечило танку «Объект 166» значительное повышение огневой мощи по сравнению с танком Т-55, а также опытными образцами «Объект 165» и «Объект 430».

Первоначально «Объект 166» рассматривался как новый средний танк, и комплексную ОКР по нему намечалось провести в 1959—1960 гг. с изучением возможности начала серийного производства машины в 1961 г. Были подготовлены соответствующие проекты постановления Совета Министров СССР и тематической карточки, согласованной с ГАУ и ГБТУ Министерства обороны⁷¹.

Однако уже в феврале 1959 г. тему изменили, и она стала проходить как создание «...истребителя танков с новой мощной гладкоствольной пушкой со стабилизатором в двух плоскостях, а также новой мощной гладкоствольной противотанковой пушки и выстрелов к этим пушкам (темы «Молот» и «Рапира»)⁷². В 1960 г. планировалось изготовить 50 истребителей танков «Объект 166». Дальнейшие работы по этой теме велись на основании постановления Совета Министров СССР №831-371 от 21 июля 1959 г. и приказа ГКСМОТ №292 от 6 августа 1959 г.

⁷¹ Письмо заместителя председателя ГКСМОТ С.А. Зверева на имя председателя Комиссии Президиума Совета Министров СССР по военно-промышленным вопросам С.И. Ветошкина от 13 января 1959 г. (РГАЭ, ф.298, оп. 1,д. 1028).

⁷² Письмо С.Н. Махонина на имя заместителя министра финансов СССР А.Л. Посконова от 26 февраля 1959 г. (там же). Разработка нового танкового орудия с явно противотанковыми характеристиками и 100-мм противотанковой пушки («Рапира») по одному постановлению, по-видимому, и привело к изменению предназначения нового среднего танка, а именно — как истребителя.