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Au milieu de 1948, un bureau d'études spécial SKB-1 a été créé à l'usine n° 75 de Kharkov, dont les tâches comprenaient la création de projets prometteurs, notamment des chars lance-flammes. D'autres travaux dans ce sens ont été réalisés par les concepteurs de Kharkov avec la participation active des entreprises concernées. Déjà en février 1951, deux prototypes du char lance-flammes Object 481 avaient été présentés pour tests. Les tests ont montré que le projet devait encore être peaufiné.

Au cours du développement, le nouveau char lance-flammes a conservé les principales caractéristiques de la première version du projet, qui a finalement atteint la production en série. Dans le même temps, il présentait un certain nombre de différences, principalement liées aux armes et aux systèmes associés. Lors de la conversion du char moyen T-54 en version lance-flammes, la conception du véhicule de combat a subi des modifications minimes, affectant uniquement la disposition des volumes internes. Ainsi, à la place du râtelier avant pour obus 20 et d'un réservoir de carburant supplémentaire, un conteneur de 460 litres pour mélange anti-incendie, un capteur de température et plusieurs unités d'équipement de lutte contre l'incendie ont été placés. Il était censé remplir et évacuer le liquide inflammable par des cols recouverts de petites trappes situées dans le toit et le fond de la coque.

Dans toutes les versions du projet Object 481, un lance-flammes à poudre automatique était placé dans la tourelle, à côté du canon. Pour cette raison, le char a perdu la mitrailleuse SGMT coaxiale au canon. Sur les prototypes du char prometteur, des lance-flammes des modèles ATO-42 et ATO-49 ont été utilisés. De plus, différents prototypes de chars lance-flammes étaient équipés de différents types de systèmes d'allumage.

Le premier prototype du char Object 481, testé en 1951, était équipé d'un lance-flammes ATO-42 coaxial au canon. Les dimensions du lance-flammes nécessitaient de modifier la tourelle en soudant sur sa partie frontale un boîtier tubulaire qui protégeait les parties saillantes du lance-flammes. Les tests du premier prototype d'une machine prometteuse ont montré ses caractéristiques ambiguës. Grâce à l'installation d'un conteneur pour le mélange de feu, la charge de munitions du canon a été réduite à 24 obus. De plus, un lance-flammes a été installé à la place d'une mitrailleuse coaxiale au canon, ce qui a donc affecté les capacités du véhicule de combat lorsqu'il opérait contre l'infanterie. La réserve transportable de mélange anti-incendie était suffisante pour 28 à 30 tirs et la portée maximale de lancement du liquide inflammable ne dépassait pas 100 à 110 mètres. Ces caractéristiques satisfaisaient généralement le client, mais au début des années cinquante, l'armée souhaitait se doter d'un lance-flammes d'un nouveau modèle.

Le deuxième prototype était équipé d'un nouveau lance-flammes automatique ATO-49 doté d'un système d'allumage électrique à essence. La disposition générale des composants internes de la coque et de la tourelle du deuxième prototype correspondait à celle du premier prototype. Dans le même temps, la charge de munitions du pistolet a été réduite à 19 cartouches et celle du lance-flammes à 20 cartouches. Lors des tests, des plaintes ont été provoquées par le système d'allumage électrique à essence, qui n'offrait pas la fiabilité opérationnelle requise. À cet égard, le lance-flammes ATO-49 a rapidement reçu un nouveau système d'allumage.

En 1953, la finalisation de la première version du projet Object 481 était achevée, ce qui aboutissait à la construction de cinq prototypes armés de lance-flammes ATO-49 dotés d'un système d'allumage pyrotechnique. Le nouveau lance-flammes se composait de plusieurs parties principales : un réservoir, une culasse, une valve, une buse, un système d'air et un système d'allumage. Avant le tir, le système de commande électrique, utilisant deux bouteilles d'air comprimé de 10 litres, a fourni 20 litres de mélange anti-feu AP-7 (un mélange d'essence et de kérosène additionné de xylénol et d'épaississant OP-2) dans le réservoir. Parallèlement, des cartouches de poudre et pyrotechniques étaient introduites dans les chambres correspondantes. Lorsque le déclencheur a été enfoncé, la cartouche pyrotechnique s'est allumée en premier. Un jet de feu a été tiré devant la buse du lance-flammes. 0,1 à 0,2 seconde plus tard, la cartouche de poudre s'est enflammée et les gaz résultants ont poussé le piston, appuyé sur la valve et éjecté le mélange incendiaire à travers la buse. Après le tir, le réservoir et la buse ont été purgés à l'air comprimé.

Le système d'allumage pyrotechnique, sans compliquer grandement la conception du lance-flammes automatique, assurait une fiabilité suffisante de son fonctionnement. Le réservoir de mélange de feu de 460 litres suffisait pour 20 tirs. Le même nombre de cartouches pyrotechniques et de poudre a été placé dans les chargeurs du lance-flammes. Lors des tests, le troisième prototype du char Object 481 a pu atteindre une portée maximale de lancement du mélange d'environ 160 mètres. La cadence de tir pratique ne dépassait pas 7 coups par minute, même si si nécessaire, l'équipage pouvait tirer à une cadence plus rapide, ce qui entraînait toutefois une consommation rapide de la réserve déjà faible de mélange de feu.

Le maintien de la capacité du réservoir de mélange de feu à 460 litres ne permettait pas de charger une grande quantité de munitions d'armes à canon. Ainsi, sur le troisième prototype et les véhicules expérimentaux ultérieurs, seuls 19 obus de canon étaient placés dans le rangement. Les caisses des mitrailleuses contenaient 1 500 cartouches. La conception de la coque blindée et de la tourelle a subi des modifications mineures en raison de l'installation de nouveaux équipements. Dans le même temps, il était nécessaire de modifier le système électrique du réservoir de base du T-54 en relation avec l'utilisation d'unités électriques du lance-flammes, ainsi que d'ajouter des bouteilles de dioxyde de carbone supplémentaires et une autre buse à l'équipement de lutte contre l'incendie. L'équipage du char lance-flammes correspondait à l'équipage du véhicule de base et était composé de quatre personnes. Pour tirer avec un lance-flammes, un viseur télescopique supplémentaire TSh-19 a été installé, qui a été utilisé dans la toute première version du projet Object 481. L'équipement du char permettait un tir ciblé avec un lance-flammes uniquement depuis une position debout.

Au cours des derniers mois de 1953, les concepteurs de Kharkov ont présenté à des tests cinq nouveaux chars lance-flammes. Les modifications apportées au char moyen de base T-54 n'ont pas eu d'impact significatif sur la mobilité du lance-flammes. Dans le même temps, le nouveau développement a démontré des caractéristiques de tir élevées qui intéressaient les militaires. En 1954, le char lance-flammes «Object 481» reçut le nom officiel OT-54 et fut mis en service. Certaines sources mentionnent une désignation alternative pour le char T-54-ATO. Le lance-flammes ATO-49 a également reçu un nouvel indice - ATO-1. La construction en série de nouveaux réservoirs lance-flammes a été réalisée à l'usine n° 75 de Kharkov, ainsi qu'à l'usine n° 174 (Tcheliabinsk). Au cours de plusieurs années, les deux entreprises ont construit au total 110 chars lance-flammes. Un si petit nombre était dû au rôle tactique spécifique des véhicules blindés de cette classe.

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