Техническое задание на сверхтяжелую самоходную платформу модульной конструкции было разработано в системе Министерства общего машиностроения СССР, а реализовать ее проект предполагалось с использованием агрегатов четырехосных машин ЗИЛ-135, и потому ему присвоили индекс ЗИЛ-135Ш (шасси). За основу авиационной части были приняты системы управления и элементы подвески пассажирского самолета Ил-18. Кроме того, Грачев решил воспользоваться случаем и отработать на будущей машине теорию управляемости с использованием оригинальной аналоговой электрической системы, разработанной на заводе «Дзержинец». Проектирование оригинального шасси началось в 1965 году. Единственная модульная секция будущей самоходной платформы в виде макетного ходового фрагмента ЗИЛ-135МШ (макет-шасси) была собрана 28 июля 1967 года. Она имела полезную нагрузку 12 т и весьма необычную колесную формулу 4x4+2x2 – четыре пары передних ведущих односкатных колес и два задних двускатных. Ее основой являлась массивная сварная конструкция, на переднем свесе которой стояла доработанная стеклопластиковая кабина от ЗИЛ-135К. Задняя грузовая платформа с высоким деревянным бортовым кузовом с тентом и двумя топливными баками опиралась на обычный ведущий мост от седельного тягача ЗИЛ-130В с колеей 1790 мм. На самом деле кузов являлся лишь маскировкой моторного отсека. В его средней части помещался 180-сильный двигатель ЗИЛ-375Я, вращавший генератор постоянного тока ГЭТ-120 мощностью 120кВт для привода всех электромоторов шасси. В задней части кузова находился второй такой же двигатель, работавший с гидромеханической коробкой передач и раздаточной от грузовика ЗИЛ-157К. Он использовался как резервный силовой агрегат только для привода заднего моста и применялся на шоссе или при выходе на местность.

Главная деталь, ради которой создавалась машина 135МШ, находилась под двумя высокими центральными Л-образными лонжеронами рамы между кабиной и кузовом. Там вертикально на расстоянии двух метров друг от друга крепились две активные самолетные опорно-поворотные стойки с телескопической гидропневматической подвеской и амортизаторами от Ил-18, позволявшей изменять дорожный просвет в довольно широких пределах. Они опирались на две пары сдвоенных односкатных колес с широкопрофильными шинами размером 1200x500-508. В каждую ступицу с одноступенчатым планетарным редуктором был встроен электромотор ДТ-15М мощностью 15 кВт. Параллельное или противоположное отклонение колес обеих стоек на угол до 90º в каждую сторону осуществлялось при помощи установленных над ними электродвигателей и обеспечивало минимальный радиус поворота машины, практически равный величине ее колесной базы. Для проведения погрузочно-разгрузочных работ и облегчения процесса поворота на местности служили два боковых гидромеханических домкрата, приподнимавшие над поверхностью земли всю переднюю часть шасси вместе со стойками. Снаряженная масса агрегата составляла 12,9 т. Колесная база – 4460 мм, габаритные размеры – 9460x3660x3120 мм. Первые испытания начались в июне 1967 года на полигоне 21 НИИИ и дали весьма оптимистические результаты по проходимости, маневренности и управляемости. При замере по наружному колесу радиус поворота составлял 5,1 м, по внутреннему – 4,15 м. На шоссе машина могла двигаться со скоростью 60 км/ч и на местности преодолевала подъемы крутизной до 30º.

Шасси ЗИЛ-135МШ – ходовой фрагмент будущей самоходной ракетной платформы. 1967 год

ЗИЛ-135МШ с двумя поворотными стойками и электроприводом передних пар колес

При продолжении работ по шасси 135МШ планировалось создать фантастическую двухсекционную самоходную платформу с двумя постами управления, восемью четырехколесными опорными стойками и 32 ведущими колесами с электроприводом и регулируемым дорожным просветом, которая могла бы разворачиваться практически на месте. При ее огромной колее 11,2 м размеры погрузочной части составляли 21,1x10,8 м. В то время за рубежом некоторые фирмы уже начинали серийный выпуск столь необычных транспортных средств для доставки крупных агрегатов электростанций, мостовых конструкций и небольших судов, но Советскому Союзу не было суждено потягаться с ними. К моменту появления макета ЗИЛ-135МШ главным конструктором ракетно-космической техники стал В. П. Мишин, который справедливо считал перевозку ракет по полупустынным и степным регионам слишком опасным мероприятием. Так по окончании испытаний проект 135Ш был закрыт. Этот самый оригинальный автомобиль Грачева стал последней 38-й полностью новой машиной, относившейся к легендарному четырехосному семейству 134/135.

Последней попыткой СКБ использовать огромный опыт проектирования всех предыдущих четырехосных машин стал самый оригинальный и самый крупный отечественный трехсекционный активный автопоезд ЗИЛ-135КП с колесной формулой 24x24, который предполагалось предложить военным для доставки по бездорожью крупного оборудования и вооружения. Это действительно была уникальная, самая мощная, длинная, тяжелая и единственная отечественная самоходная система с тремя идентичными автономными полноприводными четырехосными элементами, собранными из доработанных вездеходов, которые на то время оставались в распоряжении ЗИЛа. Скорее всего, ее идея была навеяна работами американской компании «ЛеТурно», которая в начале 1960-х годов построила свой 150-тонный сухопутный автопоезд, состоявший из головного тягача-лидера и 12 специальных активных прицепов с электромоторами во всех колесах. Отличие нашей конструкции состояло не только в наличии всего трех секций, но самое главное – все они имели независимый друг от друга механический привод своих собственных восьми колес. С точки зрения живучести, такая схема была намного практичнее заокеанской, но при полезной нагрузке 23 т ее полная масса теоретически достигала 65 – 70 т. Правда, главным назначением автопоезда ЗИЛ-135КП было не практическое применение, а исследование проходимости, устойчивости, управляемости и тормозных качеств тяжелых многосекционных самоходных транспортных средств.

Головной тягач ЗИЛ-135ЛН активного трехсекционного 24-колесного автопоезда. 1969 год

Основой головного тягача-лидера послужило длиннобазное гражданское 9-тонное шасси ЗИЛ-135ЛН с подвеской крайних колес, собранное в ноябре 1962 года на шасси ЗИЛ-135К с угловатой кабиной, которую заменили на округлую стеклопластиковую от машины ЗИЛ-135Л, высоко приподнятую над моторным отсеком. Удачные сравнительные испытания одиночной машины 135ЛН на перевозке длинномерных труб, проведенные с января по март 1965 года, не привели к получению крупных заказов от газо– и нефтедобывающих предприятий. Поэтому летом 1969-го шасси было оборудовано вместительным закрытым остекленным цельнометаллическим кузовом с задней дверью, в котором разместилось оборудование дорожной тензометрической испытательной лаборатории с рабочими местами для персонала. В таком виде автомобиль превратился в лидера макетного автопоезда ЗИЛ-135КП. Именно этот индекс фигурировал впоследствии в военной документации.