Осенью 1941 года производство всех артиллерийских тягачей, кроме маломощных и тихоходных СТЗ-5, вообще прекратилось — весь потенциал заводов направили на производство танков. Ранее выпущенные машины быстро расходовали свой ресурс, много их потеряли и при отступлении. К тому же довоенные тягачи мало соответствовали возросшим требованиям армии, особенно по подвижности и надежности.
Это заставило искать пути возобновления производства арттягачей (реально только легкого и среднего классов), но уже новых по конструкции, более скоростных, с максимальным использованием освоенных агрегатов, к тому же выполненных на более высоком техническом уровне. Таковыми были признаны хорошо отработанные и подходящие по параметрам узлы трансмиссии и ходовой части массового легкого танка Т-60 (развитие Т-40) с перспективой перехода на Т-70 и автомобильные 4-цилиндровые двигатели ГАЗ-М с возможностью их спаривания.
Работы над проектом легкого быстроходного гусеничного тягача "Д" ("двухмоторный") для буксировки 8-тонных артсистем, в первую очередь 152-мм гаубиц-пушек МЛ-20 и 122-мм пушек А-19, возобновились в НАТИ с февраля 1942 года, после реэвакуации института. Дополнительным требованием к новому тягачу стало размещение в кузове полного боекомплекта и всего орудийного расчета. Желательна была и тяговая лебедка. За основу взяли проект двухмоторного гусеничного тягача 1940 года с соответствующим внесением изменений, порой радикальных. Работа развернулась в быстром темпе. Вначале руководил ею главный конструктор проекта Е.Г.Попов, затем И.И.Дронг. Над созданием тягача "Д" трудились лучшие специалисты НАТИ: И.Ф.Вержбицкий, Б.И.Гостев, А.А.Душкевч, Я.Я.Зенкевич, Б.И.Иванов, М.К.Копылов, Н.И.Коротоношко, В.П.Петров, В.Г.Розанов, В.Я.Слонимский, П И.Степин, Б.М.Тихомиров, И.И.Трепененков, В.Н.Фирсаков, С.Б.Чистозвонов.
Машина была выполнена по уже ставшей классической автомобильной схеме: расположение спаренного силового агрегата — переднее, закрытой трехместной кабины — среднее, механизмов поворота, бортовых передач и ведущих звездочек — заднее. В задней части размещалась и грузовая платформа для перевозки орудийного расчета и боекомплекта массой 1,5 — 2 т. К сожалению, по-прежнему не предусматривались крайне необходимые лебедка или кабестан — как готовые агрегаты они не выпускались и к тому же не вписывались в предложенную конструктивную схему тягача "Д". Основу его составляла открытая, но достаточно жесткая сварная рама шириной 1694 мм, состоявшая из двух продольных лонжеронов (стальные швеллеры 200x80 мм), соединенных пятью (по количеству пар кронштейнов балансиров подвески) приклепанными к ним коробчатыми и замыкаемыми в передней и задней частях траверсами вместе с защитными коробками. К лонжеронам также были приклепаны кронштейны поддерживающих катков, ленивцев, ограничителей-буферов, крепления двигателей, главных и бортовых передач, буксирных приборов и проушин. Дополнительную жесткость раме придавали приваренные по углам косынки и задние растяжки, идущие от места крепления буксирного прибора. Первая и третья поперечины соединялись продольными боковыми балками, служившими для крепления силового агрегата и кабины. Перетяжеленная в целом конструкция рамы оказалась удачной, работала без поломок, поэтому и перешла без особых изменений на последующие однотипные ярославские тягачи, имевшие большую массу.
Тягач ГАЗ-22 во время испытаний по снежной целине. Зима 1941 года
Тягач Я-11. Весна 1943 года
Оба силовых агрегата включали в себя двигатели ГАЗ-М, практически сохранившие свою автомобильную комплектацию. Однако, учитывая высокую теплонапряженность системы охлаждения гусеничной машины, установили более производительные 6-лопастные вентиляторы, отчего максимальная свободная мощность (на маховике) каждого двигателя снизилась до 43 л.с. Оба радиатора систем охлаждения — тоже усиленные, 6-рядные, от ГАЗ-ААА. Питание двигателей (автобензин II сорта) осуществлялось штатными бензонасосами М-9350 (от автомобиля ГАЗ-М 1) из общего бензобака емкостью 280 л, расположенного под сиденьями кабины. В системе установили дополнительные бензофильтры (от Т-60). Управление карбюраторами обоих двигателей — от общей педали акселератора. Заранее были известны трудности полной синхронизации работы двигателей. Отсюда и недобор их суммарной мощности (удвоение ее до величины 86 л.с. — это только теоретически). На практике же — не более 72 — 75 л.с., то есть не намного больше, чем у двигателя ЗИС-5 (66 — 69 л.с. на маховике). Прерыватели-распределители двигателей не имели ручной регулировки опережения зажигания в зависимости от нагрузки — только автоматическую (центробежную), что несколько снижало тяговые характеристики на малых оборотах, но иначе с управлением трамблерами двух двигателей водителям трудно было разобраться. В целом двигатели ГАЗ-М из-за своей недостаточной надежности (обрыв шпилек головки блока и "пробой" ее прокладки, быстрый износ поршневой группы и шатунных подшипников, течь масла, особенно на уклонах, через задний конец коленвала, вызывавшая с высокой степенью вероятности выплавление шатунных подшипников и др.), работая на тягаче постоянно с повышенной нагрузкой, в эксплуатации долго бы не протянули. Это уже было известно по опыту работы тягача Т-20 "Комсомолец". Оба главных фрикциона (ГФ) использовались от "полуторки" ГАЗ-АА с установкой в них более сильных нажимных пружин — с целью увеличения требуемого для тягача запаса по моменту. Из-за возросшего усилия на педали до недопустимой величины (свыше 42 кгс) в приводе устанавливалась сервопружина, что, признаться, мало помогало. Четырехступенчатые коробки передач (КП) также заимствовали от ГАЗ-АА. Для предотвращения самовыключения передач вводилась их блокировка с приводом от педали главных фрикционов (по типу танков Т-40 и Т-60). Одновременное переключение обеих КП кулисой с одним рычагом без пружинных компенсаторов затруднялось отсутствием у них синхронизаторов (имелись только надвижные шестерни), что особенно сказывалось при движении по тяжелому бездорожью при отсутствии наката. Общим недостатком автомобильных КП была их низкая долговечность при длительной работе на промежуточных передачах (обычно на рабочих — II и III).
Агрегаты жестко устанавливались на общем трубчатом подрамнике, который, в свою очередь, крепился к раме в трех точках на резиновых подушках. Расстояние между осями двигателей составляло 550 мм. Для удобства управления ось всего силового агрегата смещалась вправо от водителя на 159 мм. При выходе из строя одного из двигателей тягач теоретически мог продолжать движение и на втором. О накопленных резонансных крутильных колебаниях, свойственных такой силовой схеме и впоследствии вызывавших поломки КП на СУ-76 (СУ-12), тогда знали еще мало и никого это особенно не волновало.
Гпавный конструктор ЯГАЗа Г. М. Кокин
Тягач Я-12
Оба силовых агрегата были связаны с главными передачами (ГП), установленными в задней части тягача, двумя комплектами карданных передач, полностью заимствованных от автомобиля ГАЗ-MM. Каждый комплект включал два карданных вала, два карданных шарнира "Спайсер", защитные кожухи, задний из которых, будучи жестко соединенным с картером ГП, воспринимал, как и на автомобиле, ее реактивный момент. Средняя часть каждого карданного привода со сферическим кожухом и расположенным в нем задним карданом имела опору на дополнительной поперечине рамы. Главные передачи, практически полностью заимствованные от Т-60, состояли из пары конических шестерен со спиральным зубом (передаточное число 1,428) и механизмов поворота — бортовых фрикционов сухого трения (восемь ведущих и семь ведомых дисков из стали "1085") с двойными ленточными остановочными тормозами плавающего типа с накладками "феррадо". Установленные рядом на упругой подвеске, также на расстоянии 550 мм друг от друга, они были связаны между собой (внутренними концами ведомых валов) с помощью соединительного "грузового" вала, имевшего по краям компенсирующие зубчатые муфты. Внешние концы ведомых валов ГП со штатными механизмами поворота соединялись двумя короткими валами (с зубчатыми муфтами) с бортовыми передачами (БП), представлявшими собой пару прямозубых шестерен, имевших на выходе ведущие 16-зубовые звездочки со съемными венцами— все также заимствовано от Т-60. Управление механизмами поворота — обычное, двумя рычагами с места водителя. Отдельного от педали привода тормозов не предусматривалось. Радиус поворота на месте составлял 2,1 м (по крылу — 2,9 м). С данной трансмиссией расчетная скорость тягача "Д" при движении по шоссе равнялась 35 км/ч (практически из-за нехватки мощности двигателей и рассогласования их работы эта величина не была достигнута).
