Помимо серийного производства, результаты отдельных НИОКР, направленных на повышение боевых свойств танка ИС-4 (выполнялись конструкторскими бюро ЧКЗ и Опытного завода №100 совместно с предприятиями других отраслей промышленности), были воплощены в эскизных и технических проектах или в опытных образцах. Они прошли проверку как на заводских испытаниях, так и на НИИБТ полигоне.

К наиболее интересным работам в направлении повышения огневой мощи танка ИС-4 относилось проектирование строенной установки вооружения.

Первоначально (в 1946 г.) задание на проектирование строенной танковой пулеметно-пушечной установки для тяжелых танков в составе двух пулеметов калибра 7,62 и 14,5 мм и 122-мм пушки ГБТУ ВС выдало заводу №2 им. К.О. Киркижа MB (с 1949 г. — им. В.А. Дегтярева, г. Ковров). Однако ввиду того, что к этому времени ТТТ к установке не были утверждены (в ГАУ не отработали систему 14,5-мм пулемета), завод №2 MB к выполнению технического проекта так и не приступил. При составлении плана НИОКР на 1947 г. эту тему с завода сняли.

В последующем, в соответствии с постановлением Совета Министров СССР №935-288 от 9 апреля 1947 г., эта тема была поручена ЧКЗ и велась совместно с конструкторскими бюро ЛКЗ и завода №9 MB (Свердловск, ныне Екатеринбург) применительно к танку ИС-4. Ведущим инженером по данной теме являлся Г.Н. Рыбин.

Согласно плану работ, срок представления проекта строенной установки 122-мм пушки Д-25Т и пулеметов калибра 14,5 и 7,62 мм на рассмотрение был определен 1 сентября 1947 г., выпуск рабочих чертежей — 15 ноября, а изготовление и завершение испытаний опытных образцов — 30 декабря 1947 г. В процессе разработки и изготовления эта установка вооружения на заводе №9 MB получила наименование Д-35. На основании постановления Совета Министров СССР №2252-935 от 22 июня 1948 г. завод №9 MB изготовил опытный образец Д-35 в октябре 1948 г., однако в ИС-4 строенная система оружия не устанавливалась в связи с большим объемом доработок конструкции самого танка.

Дальнейшие работы по установке Д-35 были прекращены постановлением Совета Министров СССР №4752-1832 от 15 октября 1949 г. (приказ министра транспортного машиностроения №501 от 26 октября 1949 г.).

Для снижения вероятности детонации основного боекомплекта при возникновении пожара в боевом отделении танка 12 ноября 1946 г. ГБТУ ВС выдало конструкторским бюро ЧКЗ и ЛКЗ ТТТ на разработку и изготовление опытного образца «мокрой» боеукладки для танков ИС-4, ИС-7 и САУ. Работы по «мокрой» боеукладке для танка ИС-4 развернулись на ЧКЗ в 1947 г. со сроком представления технического проекта к 1 декабря того же года. Руководил этой темой в СКБ-2 С.В. Федоренко. Однако к концу 1947 г. удалось осуществить только подбор и изучение материала по данному вопросу, поэтому срок выполнения перенесли на 1948 г., но затем работы по «мокрой» боеукладке были прекращены.

Установка ночного прицела-приставки и инфракрасного прожектора на танке ИС-4. НИИБТ полигон, 1948 г.

Параллельно с попытками совершенствования основного вооружения в течение 1946 г. велись работы и по повышению огневой мощи дополнительного оружия. Предполагалось разместить на башне танка ИС-4 зенитную установку 14,5-мм крупнокалиберного пулемета, выполненную по схеме установки 12,7-мм пулемета ДШК. В связи с тем, что ТТТ на зенитно-пулеметную установку с 14,5-мм пулеметом ГБТУ ВС направило в адрес ЧКЗ только в ноябре 1946 г., к ее разработке приступили только в декабре.

В процессе выполнения данной работы (руководитель — Г.Н. Рыбин) выявился ряд разногласий, связанных с несоответствием схемы зенитной установки с пулеметом ДШК требованиям, предъявлявшимся к установке 14,5-мм пулемета КПВ (согласно ТТТ, зенитный 14,5-мм пулемет должен был иметь установку турельного типа). Это вызвало необходимость проведения дополнительных исследований по поиску оптимальных конструкторских решений, выполнявшихся силами конструкторской группы станкостроительного отдела ЧКЗ до конца 1948 г. В дальнейшем накопленный опыт широко использовался при создании зенитно-пулеметной установки танка «Объект 265», а затем Т-10М («Объект 272» и «Объект 734»).

В это же время для танка ИС-4 в СКБ-2 ЧКЗ также под руководством Г.Н. Рыбина выполнили эскизно-технические проекты спаренной зенитной установки 14,5-мм пулеметов КПВ и зенитной установки пулемета КПВ с дистанционным управлением («Объект 708») с подробной разработкой узлов турели 111-352. Рабочие чертежи погонов турели даже выдали в производство, но окончательный опытный образец изготовлен не был.

Наряду с совершенствованием вооружения танка планировались изменения и в его прицельном комплексе. Так, в 1947 г. на ЧКЗ под руководством С.В. Федоренко разработали установку перископического прицела для пушки Д-25Т. Монтаж нового прицела для проведения испытаний был выполнен заводом во II—III кварталах 1947 г. Одновременно предусматривалось размещение у командира бинокулярного прибора наблюдения. К сожалению, результат этих работ на сегодняшний день не известен. Очевидно, что данный опыт использовали при создании прицельного комплекса танка Т-10А и его последующих модификаций до Т-10М включительно.

Для обеспечения ведения боевых действий танка ИС-4 в ночных условиях в НИИ-801 МЭП создали и изготовили опытный образец комплекта соответствующего оборудования (договор с Арткомом ГАУ №2-471 от 28 марта 1947 г.), в состав которого входили ночной прицел (приставка) и прибор ночного видения механика-водителя. Испытания опытного образца ночного прицела в ИС-4 прошли на НИИБТ полигоне в апреле 1948 г. Монтаж прибора на машине был выполнен силами полигона. Танковый ночной прицел (приставка) обеспечивал наводчику (с использованием штатного телескопического прицела ТШ-17²⁰³) наблюдение за местностью и наводку пушки в цель в ночных условиях. В состав комплекта аппаратуры также входили инфракрасный прожектор, вибропреобразователь и переключатель.

²⁰³ Так указано в отчете по испытаниям. Очевидно, на части танков ИС-4 первых выпусков вместо телескопического прицела ТШ-45 использовался телескопический прицел ТШ-17.