1941年春，苏联正在为与纳粹德国不可避免的战争做准备。
1941年，安装ZIS-6主炮的KV-2坦克。
苏联武器设计师竭尽全力寻找击穿纳粹德国重型坦克的方法。研制超强坦克炮的计划并非凭空而来，1941年春，苏联情报部门就不断报告称，纳粹德国已经装备装甲厚度80～100mm的重型坦克。这些情报有些是错误的，有些则被严重夸大，但苏联高层却认真对待了。在此背景下，76mm火炮确实显得威力不足。
格里戈里·伊万诺维奇·库利克元帅来到高尔基市92号炮兵工厂，指派总设计师瓦西里·加夫里洛维奇·格拉宾紧急为KV-1重型坦克换装威力更强大的主炮。格拉宾一直认为76mm主炮不足以作为重型坦克的武器，所以欣然接受了这项任务。最终成果就是107mm坦克炮，在文件中最初命名为F-42，后来更名为ZIS-6。
ZIS-6与二战时期纳粹德国坦克炮的对比。
ZIS-6的设计工作始于格拉宾与斯大林的一次电话交谈，这次谈话发生在库利克视察之后不久。斯大林询问设计师格拉宾，在重型坦克上安装107mm大威力火炮的可行性。格拉宾回答说，他的设计局早在1940年就认为76mm火炮不适用于重型坦克，并提出了一种威力更大的武器方案，但当时被军方否决了。
斯大林命令尽快给出解决方案，格拉宾获得了苏联领导层的全力支持。原型炮的制造和测试仅用了38天，而不是原计划的45天。技术流程随即进入生产设计阶段，一些零部件已经投入批量生产，这是一个冒险的举动。该炮尚未正式服役，也没有进行军方测试，但工厂的进度已经提到了投产命令之前。
ZIS-6与其他苏联坦克炮的对比。
即便以苏联国防工业的标准来看，当时ZIS-6的研制工作进度也快得惊人。各设计局和工厂实际上已转入全天候不间断作业模式。为了加快进度，一些计算工作与零部件的制造是同步进行的。这种做法后来在战时成了常态，但在1941年春，它被视为一项非同寻常的举措。
1941年，ZIS-6火炮安装在KV-2坦克上进行实弹测试。
从设计角度来看，ZIS-6大量借鉴了早期火炮系统的技术方案。该炮使用分装式弹药——类似M-60师级火炮——但增加了发射药量。身管长5185mm，发射16.55千克的BR-420穿甲弹时，炮口初速可以达到830米/秒。根据苏联的测量标准，该炮在1000米距离上，穿甲厚度为160～175mm。这一性能足以击穿当时任何坦克，包括纳粹德国正在研制的新型坦克。另外，该炮还可以发射包括OF-420高爆榴弹在内的各种炮弹。
1940型107mm师级加农炮（M-60）。
当时的KV-1重型坦克配备的F-32型76mm主炮，在类似距离上只能击穿60～70mm厚的装甲，两者差距巨大。就弹道性能而言，ZIS-6几乎可以与二战后期出现的重型反坦克炮相媲美，而这些武器还要等几年才会出现。
测试这门大威力火炮需要一个合适的平台。ZIS-6最初是为新型KV-3重型坦克设计的，但当时KV-3尚未研制成功，所以这门火炮被安装在一辆量产型KV-2重型坦克的改装炮塔上。1941年5月14日，ZIS-6进行了首次射击，5月底，这门火炮被送往列宁格勒的基洛夫工厂进行安装。由于炮塔生产厂家伊若拉工厂的进度延误，安装工作被推迟了。直到库利克元帅亲自干预，6月18日签署命令授权测试后，这辆换装ZIS-6火炮的KV-2坦克才被送往戈罗霍韦茨炮兵试验场。测试于1941年6月25日～7月5日进行，此时纳粹德军已经入侵苏联。
1941年，ZIS-6火炮在KV-2坦克上进行测试。
此时，KV-3重型坦克与其说是一辆真正的坦克，不如说更像是一个设计项目。预计战斗全重接近70吨，装甲厚度约120mm。实际上，在纳粹德国“虎”式坦克出现之前，苏联就试图打造一款能够与未来纳粹德国超重型坦克匹敌的新型坦克。然而，到了1941年，苏联工业生产能力连标准的KV-1坦克都难以保证。
该炮共发射了618发炮弹。在486发之前，射击精度都一直令人满意，之后由于炮管磨损导致射击精度急剧下降。之所以造成这样的局面，是因为使用了炮口初速840米/秒的强装药，而非标准发射药。在1600米的距离上，穿甲弹可以击穿倾角为60°的120mm厚的装甲板，审核委员会认为这样的穿甲威力已经足够。发射315发炮弹后，装填装置断裂，但审核委员会认为这门火炮很有发展前景。格拉宾将损坏的火炮送回工厂维修。
1941年，ZIS-6火炮在KV-2坦克上进行测试。
尽管在测试过程中，ZIS-6暴露出了一些缺陷，还是给苏联军方留下了深刻印象。1941年夏，没有任何纳粹德国坦克炮的穿甲性能可以与之相比。从理论上看，ZIS-6可以在纳粹德国坦克无法有效还击的距离上，摧毁任何纳粹德国坦克。
ZIS-6火炮的生产已经开始。根据92号炮兵工厂1941年7月10日的报告，当时有213门ZIS-6火炮处于不同的生产阶段，其中至少有4门已经完成。当时计划为KV-3坦克生产500门火炮。然而，到了7月，由于纳粹德军已经逼近列宁格勒，在这里生产KV-3坦克显然已经不可能了。坦克生产线转移到了车里雅宾斯克拖拉机厂，ZIS-6火炮订单也减少到35门。1941年9月，格拉宾提出了ZIS-6A方案，配备双联装45mm火炮，但该方案最终停留在纸面上。不久之后，107mm火炮的所有研制工作全部停止。
1941年，ZIS-6火炮在KV-2坦克上进行测试。
卫国战争爆发后，苏联工业体系迅速从研制先进项目转向大规模生产结构尽可能简单，且已投入批量生产的武器装备。随着工厂内迁、设备损失、熟练技术工人短缺等客观因素的影响，让超重型坦克的生产变得几乎不可能。在这种情况下，即使ZIS-6火炮的性能相当出色，但是如果缺乏能够安装它的量产型坦克，再先进的火炮也毫无价值。
原计划中的KV-3、KV-4和KV-5重型坦克都没有投入批量生产，既然没有了搭载平台，ZIS-6火炮也就失去了存在的价值，原型炮最终被送去回炉。鉴于当时前线的武器装备极度匮乏，这一决定令格拉宾倍感沮丧。ZIS-6火炮项目唯一留下的积极成果，就是在火炮快速设计与工业化生产方面积累的经验。正是这些宝贵的技术积累，为后来研制更成功的武器系统（包括著名的ZIS-3师级野战炮和ZIS-2反坦克炮）奠定了基础。
1941年，ZIS-6火炮在KV-2坦克上进行测试。
有趣的是，苏联直到二战末期才重新考虑研制大威力坦克炮，这是因为纳粹德国“虎王”重型坦克和“猎虎”坦克歼击车的出现，再次引发了对抗重型装甲的难题。然而，苏联设计机构的工作重点转向了100mm和122mm火炮，这些火炮更适合大批量生产，并且在重量、威力和身管寿命方面具有更出色的组合。
1941年，ZIS-6火炮在KV-2坦克上进行测试。
ZIS-6火炮展现了格拉宾作品的所有优点：强大的弹道性能、易于制造、适合大规模生产。然而，战时的战略决策决定了不同的优先事项。苏联军队接收了数千辆配备76mm火炮的T-34坦克，后来又换装了85mm火炮，事实证明已经足以取得战争的胜利。107mm口径从未成为苏联坦克的主力口径，取而代之的是100mm和122mm火炮。
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