Xe tăng Iosif Stalin
IS-2 (Object 240) > Lựa chọn pháo

Yêu cầu đầu tiên khi chế tạo IS-2 là nó phải có pháo chính mạnh hơn nhiều so với khẩu pháo 85mm của IS-1. Khẩu pháo này phải có khả năng tiêu diệt xe tăng hạng nặng Tiger I của Đức kể cả ở cự ly trên 1.500 mét.
Hai ứng cử viên là pháo A-19 122mm L/46 và pháo BS-3 100mm L/53. Loại BS-3 (sau này được lắp trên pháo tự hành chống tăng SU-100) có khả năng xuyên giáp cao hơn A-19 (ở cự ly 500 mét, đạn xuyên giáp động năng APCBC của BS-3 xuyên được 185mm thép so với 175mm của đạn APHE 122mm), tuy nhiên A-19 lại có loại đạn nổ công phá mạnh gần gấp đôi so với BS-3. Tương tự, BS-3 là một vũ khí khá mới và chưa được sản xuất nhiều, vào đầu năm 1944 thì khả năng sản xuất hàng loạt trên dây chuyền có sẵn và đạn cho pháo chỉ có với loại A-19. So với loại pháo tăng F-34 cỡ 76mm của T-34 76.2mm, đạn xuyên giáp động năng của A-19 có khả năng xuyên giáp tốt gấp đôi so với F-34, trong khi đạn nổ phá có sức mạnh cao gấp 3,5 lần so với loại pháo F-34.
Sau khi thử nghiệm với cả súng BS-3 và A-19, loại A-19 đã được chọn là trang bị chính cho loại xe tăng mới và được đặt tên là D-25T, chủ yếu bởi nó đã sẵn sàng để sản xuất với số lượng lớn và hiệu quả của loại đạn nổ mạnh (HE) của nó khi chống lại các công sự của Đức. Loại A-19 dùng đạn khá nặng và thuốc phóng riêng, khiến nó có tốc độ bắn thấp hơn so với pháo 100mm, đây là nhược điểm khá lớn trong những cuộc đấu tăng. Tuy nhiên, đạn pháo 122mm có sức công phá rất mạnh. Tuy đạn xuyên giáp 122mm loại BR-471 của A-19 có sơ tốc kém hơn so với các pháo 75mm và pháo 88mm của Đức, nhưng do đạn có khối lượng lớn nên sức xuyên của nó vẫn rất mạnh, nhỉnh hơn cả pháo nòng dài 75mm L/70 rất hiệu quả lắp trên chiếc xe tăng Panther của Đức. Những cuộc thử nghiệm của Liên Xô cho thấy đạn BR-471 có thể xuyên thủng giáp trước thân xe của xe tăng Panther của Đức ở cự ly 1.000 mét và xuyên thủng được giáp trước của Tiger I ở cự ly 1.500-2.000 mét, và vì thế được coi là đủ cho vai trò chống tăng.
Dữ liệu của Quân đội Đức về tầm xuyên giáp của súng 122mm A-19 chống lại xe tăng Panther cho thấy tác động của nó khi Panther đứng ở góc lệch 30 độ với viên đạn bay tới: đạn xuyên giáp động năng của A-19 có thể xuyên thủng giáp trước thân xe (chỗ của pháo thủ) ở khoảng cách 500m, xuyên được giáp trước tháp pháo ở cự ly 1.500 mét., và xuyên được giáp hông từ cự ly tới 3.500 mét. Tuy vậy từ năm 1944, việc thiếu quặng khiến người Đức chuyển sang sử dụng thép có hàm lượng các-bon cao và ni-ken, khiến vỏ giáp xe tăng Đức trở nên giòn hơn, một viên đạn xuyên giáp BR-471 APHE của IS-2 từ khoảng cách 2.500m cũng có thể gây sát thương cho Panther kể cả khi bắn vào giáp trước. Theo thí nghiệm ở Kubilka, đạn xuyên giáp động năng BR-471 của A-19 có thể bắn thủng giáp trước thân xe của Tiger II (King Tiger), loại xe tăng có giáp dày nhất của Đức, từ cự ly 700 mét sau 2 phát bắn, và ngạc nhiên nhất là BR-471 có thể xuyên được mặt trước tháp pháo của Tiger II (vùng không có khiên chắn) từ cự ly tới 2.500 mét ngay từ phát bắn đầu tiên.
Theo số liệu khi kiểm tra lực xuyên đối với giáp thép đặt thẳng đứng, loại A-19 kém hơn khoảng 10 - 20% so với pháo BS-3 100mm L/56 và pháo KwK-43 88mm L/71 của xe tăng Tiger II.[cần dẫn nguồn] Tuy nhiên, thực tế lại phức tạp hơn như vậy. Một vấn đề quan trọng khác là đối với vỏ giáp vát nghiêng, đạn pháo có đường kính càng lớn thì càng giảm được "hiệu ứng trượt nảy" khi va vào góc nghiêng của giáp. Do vậy, trong thực tế chiến đấu với các loại xe có giáp nghiêng như Panther và Tiger II thì A-19 có thể đạt độ xuyên phá tương đương với BS-3 và vượt hơn cả loại pháo KwK-43 88mm L/71 của xe tăng Tiger II. Theo thí nghiệm ở Kubilka, đạn xuyên giáp động năng BR-471 của A-19 có thể bắn thủng mặt trước tháp pháo của Tiger II (vùng không có khiên chắn) từ cự ly tới 2.500 mét, trong khi pháo KwK-43 88mm L/71 của xe tăng hạng nặng Tiger II chỉ làm được điều tương tự ở tầm 400 mét (với đạn xuyên giáp APCBC) hoặc khoảng 1.000 mét (với đạn xuyên giáp hỗn hợp cứng APCR).
Đầu năm 1945, Liên Xô đưa vào trang bị loại đạn xuyên giáp BR-471B АРНЕВС, có sức xuyên giáp mạnh hơn 15% so với BR-471, giúp nâng cự ly tiêu diệt xe tăng Đức của IS-2 lên cao hơn nữa.
Tuy nhiên, loại đạn nổ - công phá (HE) cỡ nòng 122mm mới là ưu thế chính của IS-2, với khả năng phá hủy và sát thương lớn. Viên đạn nổ phá 122mm của IS-2 nặng tới 25 kg, trong đó chứa lượng chất nổ nặng tới 3,8 kg, khi nổ sẽ tạo sức công phá rất mạnh (tương đương 16 MJ, ngang với động năng của một viên đạn nặng 16 kg bay với vận tốc 1.000 m/s). Khi bị trúng loại đạn này, vỏ giáp xe tăng Đức sẽ bị nứt nghiêm trọng hoặc vỡ từng mảng, các thiết bị mỏng manh như kính ngắm, điện đài... sẽ bị hỏng, và tổ lái trong xe cũng sẽ chết hoặc trọng thương vì chấn động của vụ nổ. Theo thử nghiệm của Liên Xô, chỉ sau 1 phát đạn HE cỡ 122mm, mặt trước thân xe Tiger II đã bị vỡ một mảng lớn (diện tích 30 x 30 cm), các mối hàn nối giữa các tấm giáp phía trước và khe súng máy bị bật tung, các mối hàn nối với giáp hông bị nứt vỡ, tấm giáp hông bị bung ra 5 cm, và chiếc xe tăng bốc cháy từ bên trong do nhiên liệu bắt lửa Nhìn chung, chỉ cần 2-3 viên đạn nổ mạnh cỡ 122mm bắn trúng giáp trước, hoặc chỉ cần 1 viên bắn trúng sườn là đủ để phá hủy hoặc làm hỏng nặng một chiếc Tiger II (Vua Cọp). Một điểm quan trọng khác là sức mạnh của đạn nổ - công phá chỉ phụ thuộc vào lượng thuốc nổ chứa bên trong đạn, nó không bị suy giảm sức sát thương theo cự ly bắn như đạn xuyên giáp động năng. Do đó, IS-2 khi sử dụng loại đạn này có thể hạ gục hiệu quả mọi xe tăng hạng nặng Đức từ cự ly tới 3.500 mét, vượt xa cự ly mà xe tăng Đức có thể bắn hạ được IS-2.
Tuy nhiên, kích cỡ pháo cũng là vấn đề với IS-2: đạn hai phần khá nặng, khiêng vác khó khăn nên việc nạp đạn rất mất thời gian, tốc độ nạp đạn của pháo khá chậm (tốc độ bắn chỉ khoảng 2-3 viên mỗi phút). Một hạn chế khác với kích cỡ đạn là lượng đạn pháo có thể mang theo khá ít: chiếc xe tăng chỉ mang được 28 viên đạn ở bên trong. Trong thực tế, nếu tận dụng các khoảng trống thì IS-2 có thể mang nhiều đạn hơn, đã có ghi nhận về những tổ lái đã xoay xở thêm khoảng trống để mang được tới 42 viên đạn pháo trong xe, nhưng việc này không được khuyến khích do làm tăng tỷ lệ cháy nổ nếu xe bị trúng đạn. Mặt khác, IS-2 luôn có được sự hỗ trợ từ đội hình T-34 đông đảo đi cùng nên việc mang trên 28 viên đạn là hiếm khi cần thiết.
Đến đầu năm 1944 thì loại pháo tăng cải tiến D-25T cỡ 122mm được sử dụng cho IS-2, ưu điểm chủ yếu của pháo mới là có thêm một bộ phận hỗ trợ việc nạp đạn, giúp tăng tốc độ bắn lên khoảng 2-3 phát/phút, nếu người nạp đạn có sức khỏe và kỹ năng tốt thì có thể bắn được 4 phát/phút. Theo các tổ lái Liên Xô, tốc độ nạp đạn của IS-2 tuy khá chậm (trung bình 3 phát/phút) nhưng đó không phải là trở ngại lớn trong thực tế chiến đấu, bởi với hệ thống điều khiển hỏa lực thủ công của thời đó, sau mỗi phát bắn, xạ thủ sẽ mất khoảng 15-20 giây để căn chỉnh đường ngắm hoặc tìm kiếm mục tiêu mới, nên tốc độ bắn cao hơn là ít khi cần thiết.
Độ chính xác của pháo D-25T 122mm là rất tốt theo tiêu chuẩn thời đó, tương đương với các loại pháo xe tăng tốt nhất của Đức. Độ lệch trung bình của đạn xuyên giáp 122mm khi bắn vào mục tiêu ở xa 1 km là 170mm theo chiều dọc và 270mm theo chiều ngang. Kiểm tra của Liên Xô với pháo KwK-43 88mm L/71 (pháo tăng của xe King Tiger) trong cùng điều kiện đã cho độ lệch 200mm theo chiều dọc và 180mm theo chiều ngang.
Bên cạnh pháo chính cỡ 122mm thì IS-2 có thêm một khẩu súng máy DT 7,62mm đồng trục, một khẩu DT khác nằm phía sau tháp pháo để đối phó với bộ binh đối phương muốn tiếp cận IS-2 từ phía sau, về sau thêm một súng máy hạng nặng DShK 12,7mm được gắn trên nóc tháp pháo để phòng không lẫn bắn mặt đất.
Các tài liệu phương Tây trước kia thường cho rằng xe tăng Liên Xô có kính ngắm chất lượng thấp. Nhưng thực ra, kính ngắm là một điểm mạnh của xe tăng Liên Xô (trước chiến tranh, Liên Xô đã mua được công nghệ chế tạo thủy tinh chất lượng cao từ Đức rồi sau đó tự chế tạo trong nước). Xe tăng IS-2 được trang bị kính ngắm TSh-17 có độ phóng đại 4x với trường nhìn 16°, tính năng của nó vượt trội so với kính ngắm TZF-9B của Tiger I các loạt sản xuất ban đầu (độ phóng đại 2,5x với trường nhìn 25°), và gần tương đương với kính ngắm TZF-9C của Tiger I các loạt sản xuất sau và TZF-9D của xe tăng Tiger II (độ phóng đại 5x với trường nhìn 14°).