早在「熱河滴水巖」秘密根據地時期，自從杜文軒等一批科教工作者的加入，朱江就把研製裝甲兵器的計劃提上了議事日程，但只是停留在把現有的火炮架設在經過改裝的裝甲汽車上面。當然、最初還是對洞庫內的柴油發電機、載重卡車進行了技術摸底。而到了綏察重工業建設時期，由於除朱江本人及少數幾個曾留學歐美的大學講師外，大多數人對於坦克這一事物知之甚少。挺進軍所擁有的僅為少量或購買或繳獲的日、蘇制坦克。因此連坦克的設計理念都需要朱江這個「外行」進行灌輸。當朱江把幾幅從軍事雜誌上剪下來的「未來」坦克結構示意圖擺在杜文軒等人面前的時候，將之變為現實的希望還是極為渺茫。
其實真正的設計預研從在坍塌的地下巷道廢墟中發現的一輛w653a型84式中型坦克搶救車時就已經開始了。當鐵血軍士兵冒著洞頂坍塌的危險將這輛坦克搶救車被從碎石和斷裂扭曲的鋼樑中拖出來時，整車結構已經嚴重損毀。履帶板和負重輪四處散落，車體後部被一根巨大的工字鋼樑自上而下穿透，發動機斷裂成了兩段！面對如此巨大的鋼鐵殘骸，技術人員甚至看不出這究竟是個什麼東西！沒有炮塔和火炮，還算不上一輛坦克。當時挺進軍司令朱江萬分失望，只是隨口告訴杜文軒等人要研究研究……
|com|m口徑機槍）、副絞盤、駐鋤推土鏟、調頻電台、熱煙幕施放裝置均已被拆走。顯然這輛坦克搶救車僅是作為20噸起吊裝置（吊車！）使用的。即便如此，這個殘破的車體所能給予發掘者的技術信息，簡直是太多了！具有諷刺意味的是，這一點當時並未被朱江和杜文軒兩人意識到——洞庫裡保存完好的車輛、設備、物資、火炮、槍械以及各種技術資料都多的消化不了，誰會在乎一堆破爛兒！（當時綏察政府尚未建立，連朱江也沒有估計到自己會如此之快的擁有一省（數省）之地，並建立大型鋼廠）
由於制訂定的《根據地內部技術保密制度》規定：非研究院正式工作人員不得接觸嚴格保密的「尖端科技產品」。而這個破損了的坦克搶救車車身恰恰被劃在了保密範圍之外！於是二十多個當時僅僅掌握了工業製圖技術的大學一、二年級學生自發組織了一個「興趣小組」，開始對這個複雜的鐵傢伙及從內部找到的所有零部件進行了逆向設計繪圖工作：操縱、傳動及行走系統，干式多片式主離合器、定軸式變速箱，液壓助力操縱機械式行星轉向機、單對外嚙合直齒輪側減速器、扭桿式懸掛系統、主動輪、負重輪、液壓減振器及單銷式金屬履帶板、液壓傳動系統、液壓油泵、液壓換向操作閥、液壓馬達、摩擦滑輪組、發動機冷卻系統、潤滑系統、管帶式散熱器、車內通話系統、半自動滅火裝置、發動機摩托小時計、油壓失壓報警裝置……近萬張圖紙在一年多的時間裡被繪製出來！而在這期間，工程研究院只是對其上的幾種金屬、非金屬材料進行了取樣分析。（嘿嘿！其實也不是全無成績，此舉拉開了研製稀土鋼材的序幕。）
等到了一九三九年綏察政府成立之後，挺進軍正式制訂坦克生產計劃，在進口蘇聯t—26坦克及繳獲的日式坦克的同時，引進蘇聯鋼鐵加工和重型拖拉機生產設備。研究院年輕的工作人員在對蘇式t—26坦克進行技術摸底的過程中發現，原來自己過去接觸過的「鐵傢伙」竟比這個蘇聯貨先進了不止一個檔次！過去一年裡繪製的圖紙立即被集中起來。研究院調整了坦克設計專題組的人員結構，並分別成立了兩個並行的科研小組。其後僅一個多月的時間，研究院即完成了依照原圖紙的實驗—1號重型坦克與進行等比例縮小的實驗—2號輕型坦克兩套車身設計方案！
但事情並非如此順利。兩套設計拿到工廠，綜合了生產部門的意見後，研究院得出結論：如完全依照其設計生產挺進軍新型坦克底盤，以目前綏察的工業能力，根本就不可能！無奈，朱江只好命令綏察研究院的這兩個坦克設計小組進駐工廠。在改進現有裝甲車輛的同時，集中科研力量進行重點部件的生產技術攻關。挺進軍新型坦克的設計方案在現有圖紙的基礎上最大限度進行簡化。所有部件系統的要求只有一條——「簡單實用、易於生產」！
一九四零年五月，「綏察抗日民主政府包頭重型拖拉機廠」試製成功實驗—3號坦克：整車重23噸，長6.22米，寬2.98米，高2.2米，車底距地高0.42米；車身以15mm∼40mm錳鉻合金超細晶粒稀土鋼板焊接而成，車身前部傾斜角度為30°（為＜型而不是∠型）；採用橫置四沖程十二缸375馬力水冷直噴式柴油發動機；機械固定軸式傳動，懸掛裝置類型為扭桿式懸掛；採用多片摩擦離合器，5個前進檔1個倒退檔，平地速度為每小時55公里，越野時速35公里，最大行程450公里；履帶寬450毫米，攀垂直牆高0.7米，越壕寬2.5米涉水深1.3米；弧面形炮塔採用超細晶粒稀土合金鋼整體鑄造，前方及兩側裝甲厚度為55mm，後部裝甲厚度為15mm；炮塔外徑2.80米，高0.85米。炮塔外可兩側各安裝四具煙幕彈發射器，後部安裝一個由6mm鋼板製造的2.7mx1.0mx0.6m儲物箱。炮塔驅動方式為電動和手動均可，炮塔旋轉範圍360°，炮塔最大回轉速度每秒10°；裝備55倍57mm口徑線膛坦克炮（帶熱護套及抽煙裝置）一門，可發射聚能破甲彈、榴彈，火炮俯仰範圍-4°∼＋20°，備彈62發；二九式7.92mm口徑並列機槍一挺，備彈1000發；二九式7.92mm口徑通用機槍一挺（置頂、帶小型防盾），備彈1500發；12.7mm口徑高射機槍一挺（置頂），備彈500發。24伏/3千瓦發電機一台，蓄電池4個；電台1部，車內通話器1套；整體式車內空氣過濾器1部（防毒用）；光學瞄準/測距機1部。10mm裝甲側裙板（選裝）。
即使如此，實驗—3號坦克仍然還是太「複雜」了！部分零部件的使用壽命達不到設計要求；實驗過程中難於進行維護修理；裝甲鋼材生產加工難度大；生產成本沒有控制在政府預定的範圍之內……一系列缺陷使實驗—3號坦克沒有投入批量生產。
一九四零年五月至七月，朱江用大馬力柴油發動機和火箭彈固體發動機的設計圖紙和樣品外加大量鎢礦石與德國國家技術部及奔馳汽車公司、克虜博公司換取了一大批精密加工設備。其間又從美國購買了四套中型煉鋼高爐設備。以次為契機，綏察工業部分別擴大了原飛機、坦克制造廠的規模，新建「包頭第二重型拖拉機廠」與「包頭第二煉鋼廠」。隨後由實驗—3號坦克基礎上進一步簡化設計但換裝57mm口徑坦克炮及改進型柴油機的4型坦克投入批量試生產。針對部隊試用期間所暴露出的缺陷，八月第一批試生產的一百八十輛坦克全部回收改進，並同時換裝採用半自動立楔式炮閂的85mm口徑坦克炮。改進後的坦克全重24噸，命名為4—甲型。
一九四零年底，坦克用五百馬力柴油發動機研製成功。一九四一年一月二十四日，包頭第一重型拖拉機廠正式投產三十噸級5型坦克。該型坦克繫在4—甲型坦克基礎上加大車身、增厚裝甲的「增強型」設計。5型坦克車體前裝甲厚45mm，炮塔前裝甲80mm。計劃安裝100mm口徑滑膛炮（仿改86式滑膛反坦克炮）或105mm口徑線膛坦克炮。因兩種火炮均未設計完成，所以初期安裝了與4—甲型坦克相同的85mm口徑坦克炮。
一九四一年二月三日，新建成的「包頭第二重型拖拉機廠」試製成功採用動力系統前置佈局的通用車身。本擬作為重型步兵戰車、自行火炮、裝甲指揮車通用底盤。但第一批產品（二十四輛）卻因戰爭需要，在其頂部加裝固定炮塔作為突擊炮使用。實踐結果是高大的車體、薄弱的裝甲導致此種突擊炮設計完全失敗。五月底，此二十四輛突擊炮反廠拆除炮塔，改裝為裝甲指揮車使用。新的產品為裝備57mm口徑速射炮或並列式12.7mm口徑機槍的「戰車—2」型重裝甲步兵戰車。戰鬥全重21噸，車頂安裝一座小型電驅動全焊接炮塔，車組成員三人，可達載六名士兵。
一九四一年三月，中日兩軍間的額勒吐之戰以挺進軍新型坦克的壓倒性勝利告終。但此戰也將坦克所存在的缺點暴露無遺：從實驗—3號坦克發展到5型坦克，炮塔部分一直就是挺進軍坦克難以解決的缺陷所在！不論是電驅動還是液壓驅動，坦克的炮塔旋轉系統總是存在問題。戰鬥中有的炮手為了讓炮塔不至在瞄準目標時左右滑動，甚至乾脆將炮塔鎖死！而炮塔坐圈的可靠性也使軍方抱怨不斷，不是容易被卡住就是氣密性不佳。而發生在這方面的戰鬥損傷事例竟佔全部戰損的47%，甚至超過了坦克最薄弱的部位——履帶！
對此事實，無論是杜文軒還是朱江本人，都感到無可奈何。朱江提出了暫時解決問題的方法：「既然我們造不好坦克炮塔，那就乾脆不要造了！等拿出切實可行的方案來再說……」
四月，剛剛投產不到三個月時間的5型坦克暫時下馬。包頭第一重型拖拉機廠又開始真正生產拖拉機、推土機、挖掘機。可以說此時綏察已經全面停止生產坦克！但千心萬苦建立起來的坦克底盤生產線總不能讓它閒著。好在過去朱江隨手畫出的一張「草圖」引起了研究院坦克者的注意，並提出了以5型坦克底盤為基礎生產突擊炮的新方案。五月，名為「堡壘」式反坦克戰車的新方案正式出台並進入工藝設計評估階段。該設計以其簡潔性、實用性贏得了工業部武器製造局的首肯。當方案被提交到朱江處審批時，朱江盯著圖紙的表情顯得有些奇怪，微微猶豫了一下，一言不發在上面簽了字——「批准生產，或可在其頂部加一機槍/觀察塔？」。這讓在一旁擔心的項目組長終於鬆了口氣。外人所不知道的是，這時朱江心裡還在暗暗嘀咕：「這不是德國『獵豹』麼？……」
「堡壘」式反坦克戰車採用5型坦克底盤，成員四人。車體長：6.21米、寬：3.3米、高：2.4米（頂部加0.3米高、桶狀可旋轉機槍/觀察塔後整車高2.7米）。整車為鋼裝甲全焊接結構，正面傾斜裝甲板以30°角一直延伸到頂部。車體正面裝甲厚度為70mm/30°，側面為45mm/60°，後面為30mm/60°，戰鬥全重達37噸。（「堡壘」式反坦克戰車與德國「獵豹」坦克殲擊車極為相似。除「豬嘴」狀火炮防盾略為前出，負重輪佈置方式不同外，兩者在車身外形上完全一致！德國「獵豹」坦克殲擊車成員五人，車體長：6.87米、寬：3.27米、高：2.72米。同樣為鋼裝甲全焊接結構，正面裝甲厚度為80mm/35°，側面為45mm/60°，後面為40mm/60°，戰鬥全重46噸。）
「堡壘」式反坦克戰車配備一門100mm口徑滑膛炮。炮身長:5450mm，後坐長:1050mm，火炮口部裝有多孔焊接結構的炮口制退器，炮口初速:1460米/秒，最大射程:12000米，直射距離:1230米，方向射界左右各十五度。該炮配用尾翼穩定破甲彈、尾翼榴彈、尾翼碎甲彈（鎢合金尾翼穩定脫殼穿甲彈尚未研製成功）。
德國「獵豹」坦克殲擊車則安裝88mm口徑線膛炮。炮身長:6250mm，炮口初速:1130米/秒，方向射界左右各十三度。
因此「堡壘」式反坦克戰車與德國「獵豹」比較，「堡壘」體形較小。因此在裝甲防護上兩者可以說是不相上下（或「獵豹」稍強？）。論火炮性能，「堡壘」則略勝一酬。
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