В первой половине 1950 г. на НИИБТ полигоне проводились работы по экспериментальному исследованию воздушного и водяного трактов системы охлаждения ИС-4 выпуска 1949 г. в следующих направлениях:
- установление распределения воздушных потоков в корпусе танка и их влияния на работу системы охлаждения, запыление и вентиляцию боевого отделения;
- определение прокачки воды через систему охлаждения двигателя и гидравлического сопротивление водяного тракта;
- определение прокачки масла через систему охлаждения и смазки планетарной трансмиссии;
- выработка рекомендаций по устранению выявленных недостатков при модернизации танка и конструировании систем охлаждения двигателя В-12.

Сотрудниками НИИБТ полигона была составлена конструктивно-техническая характеристика, выполнены схематические чертежи системы охлаждения агрегатов танка, исследованы воздушные тракты танка и водяной тракт системы охлаждения двигателя, определена прокачка масла в системе смазки планетарной трансмиссии. По результатам исследований были выработаны предложения по устранению выявленных недостатков.

Танк ИС-4 имел два самостоятельных воздушных тракта. Каждый тракт включал два воздушно-жидкостных радиатора, один осевой вентилятор и изолированные воздуховоды на участке «радиаторы - вентилятор - выход воздуха». Удельный объем системы охлаждения составлял 11,5% от внутреннего объема корпуса (без башни) и 8,8% от внутреннего объема танка, удельный расход мощности, затрачиваемой на охлаждение агрегатов танка, — 8,5—19,2% (в зависимости от режима работы двигателя)²⁰⁸.

Конструктивно входы и выходы охлаждающего воздуха были выполнены закрытыми из броневых пластин специальной конфигурации, т.е. внутренние агрегаты танка через броневые решетки входов и выходов воздуха не просматривались. Тем не менее, как показал обстрел, эти броневые решетки не обеспечивали надежной защиты агрегатов в корпусе танка от поражения мелкими осколками и пулевыми брызгами.

Охлаждающий воздух в каждом воздушном тракте проходил (просасывался) через водяные радиаторы и по двум параллельным воздуховодам поступал к вентилятору и далее через выходную решетку выбрасывался наружу. Воздушные тракты являлись замкнутыми на участке «радиаторы - выходы воздуха», но помимо радиаторов к вентиляторам также проникал воздух из моторного отделения через различные неплотности и щели в подвентиляторных и подрадиаторных коробках. В радиаторы воздух поступал не только через основные входы, но и из моторного отделения через окна между радиаторами и входными решетками. В моторное отделение воздух мог проникать через отверстия и щели в моторной перегородке, а также через щели моторного и трансмиссионного люков.

Броневые решетки входов и выходов воздуха были значительно сближены между собой, что делало возможным заброс охлаждающего (нагретого) воздуха, выбрасываемого вентиляторами, во входные решетки. Имело место также частичное экранирование передних решеток входов воздуха башней (особенно при положении пушкой вперед), что увеличивало неравномерность скоростных полей воздушного потока в передних входных решетках, а следовательно, и их аэродинамическое сопротивление.

Выпускные трубы располагались внутри подвентиляторных коробок и интенсивно обдувались воздухом, поступавшим в вентиляторы. Края ребер воздушно-водяных и воздушно-масляного радиаторов не были защищены от сминания, которое обычно происходило при монтаже радиаторов. Опыт эксплуатации показал, что сминание краев ребер сильно увеличивало неравномерность воздушного потока в радиаторах и значительно ухудшало их работу.

Исследования воздушных потоков на броневых решетках входов и выходов охлаждающего воздуха на стоянке при работающем двигателе и при движении танка показали, что частота вращения коленчатого вала двигателя (следовательно, и частота вращения вентилятора), положение крышек люков башни и механика-водителя, а также включение вытяжного вентилятора на крыше башни не влияли на направление входящих и выходящих потоков охлаждающего воздуха. Существенное влияние на распределение потоков охлаждающего воздуха на передних входных решетках оказывало положение башни.

Схема воздушных потоков на входных и выходных решетках воздушного тракта танка ИС-4 при положении башни с пушкой вперед; при положении башни с пушкой назад; при положении башни с пушкой на борт.

При положении башни пушкой вперед передние входные решетки максимально экранировались нишей башни. Воздух поступал к ним по трем направлениям: с бортов — в крайние (с бортов) половины входов; с кормы — проходя над средней частью надмоторной брони, попадая сначала под нишу башни и затем, раздваиваясь, к передним входным решеткам; спереди — обтекая основание башни, затем под нишу башни и к входным решеткам.

При положении башни пушкой назад передние входные решетки экранировались в меньшей степени, в результате наблюдалось более интенсивное поступление воздуха с бортов. В остальном направления воздушных потоков не изменялись.

При положении башни пушкой на борт передние входные решетки почти не экранировались. Выступавшие с бортов ниша башни и броневая маска пушки обуславливали поступление охлаждающего воздуха с бортов под большим углом к борту. Наблюдалось также поступление воздуха, идущего с башни, к передним входным решеткам. Направления воздушных потоков спереди и с кормы оставались неизменными.

²⁰⁸ Указанные конструктивные параметры системы охлаждения танка ИС-4 находились на уровне, характерном для отечественного и иностранного танкостроения того времени.