В башне танка установлена 115-мм гладкоствольная пушка У-5ТС (2А20) и спаренный с ней 7,62-мм пулемет ПКТ (до августа 1964 года — СГМБ), стабилизированные в двух плоскостях наведения.
Ствол пушки состоит из трубы, скрепленной в каморной части кожухом, казенника с обоймой и механизма продувания канала. Затвор полуавтоматический горизонтальный клиновой. Полуавтоматика механическая, пружинного типа. В противооткатные устройства входят гидравлический тормоз отката и гидропневматический накатник. Цилиндры тормоза отката и накатника закреплены в обойме казенника и при выстреле откатываются вместе со стволом. Дальность стрельбы из пушки с помощью телескопического прицела составляет: для подкалиберного снаряда — 4000 м; для кумулятивного и осколочно-фугасного — 3000 м, С помощью бокового уровня дальность выстрела кумулятивным и осколочно-фугасным снарядами при угле возвышения пушки +16° достигает 5800 м, а осколочно-фугасным снарядом увеличенной дальности ЗОФ18 — 9500 м. При применении ночного прицела дальность стрельбы всеми типами снарядов — 800 м. Дальность прямого выстрела при высоте цели 2 м составляет: подкалиберным снарядом — 1870 м; кумулятивным— 990 м; осколочно-фугасным — 970 м. Горизонтальный угол обстрела из пушки и спаренного пулемета равен 360°, угол возвышения +16°, склонения — 6°. Непоражаемое пространство перед танком: для пушки — 20 м, для пулемета —19 м. Прицельная скорострельность при стрельбе с места — 4 выстр,/мин. Спусковой механизм пушки состоит из электрического и механического (ручного) спусков. Рычаг электроспуска смонтирован на рукоятке маховика подъемного механизма.
Стрельба из пушки и спаренного пулемета осуществляется с помощью телескопического шарнирного монокулярного прицела со сменным увеличением ТШ2Б-41 (на танках поздних выпусков — ТШС-41У) и электронно-оптического монокулярного перископического ночного прицела ТПН-1-41-11. В качестве источника инфракрасного света для последнего используется прожектор П-2Г с ИК-фильтром. Для стрельбы с закрытых позиций применяются боковой уровень и азимутальный указатель.
На боевых машинах, выпускавшихся с 1972 года, на турели люка заряжающего устанавливался 12,7-мм зенитный пулемет ДШКМ обр. 1938/46 г. На танках ранних выпусков установлен электрогидравлический стабилизатор «Метеор», на последующих— «Метеор М» и «Метеор М1»; их характеристики практически одинаковы. «Метеор» имеет электронику на лампах, а «Метеор М» и «Метеор М1» — на транзисторах. Стабилизатор обеспечивает угловые скорости наведения пушки в горизонтальной плоскости от 0,07 до 16 град/с и в вертикальной — от 0,07 до 4,5 град/с.

Выстрелы к 115-мм пушке У5ТС

Тип снаряда Индекс снаряда Индекс выстрела Масса снаряда, кг Масса выстрела, кг Начальная скорость, м/с Бронебойно-подкалиберный ЗБМЗ ЗБМ4 ЗБМ6 ЗБМ21 ЗБМ23 ЗУБМЗ ЗУБМ4 ЗУБМ5 ЗУБМ9 ЗУБМ13 5,5 5,5 5,34 6,26 4,36 22 22 22 23,5 24 1615 1615 1615 1600 - Кумулятивный ЗБК4 ЗБК4М* ЗБК15М ЗУБКЗ ЗУБКЗ ЗУБК7 12,97 12,97 12,2 26 26 26,3 900 900 1060 Осколочно-фугасный увеличенной дальности ЗОФ18 ЗУОФ6 17,86 30,8 - Осколочно-фугасный ЗОФ11 ЗОФ27 ЗУОФ1 ЗУОФ37 14,86 17,82 28 30,75 905 800

* Кумулятивные снаряды ЗБК4 и ЗБК4М различаются только материалом кумулятивной воронки: первый имеет воронку из стали, второй — из меди. Снаряд с медной воронкой имеет несколько лучшую бронепробиваемость.

Боекомплект пушки У-5ТС состоит из 40 унитарных выстрелов с бронебойно-подкалиберными, кумулятивными и осколочно-фугасными снарядами. Выстрелы размещены в специальных укладках в корпусе и башне танка: 16 — в двух баках-стеллажах в носовой части корпуса; 20 — в стеллажной укладке у перегородки силового отделения; 2 — с помощью хомутиковых укладок крепятся по бортам корпуса танка; 2 — в хомутико-вой укладке на борту башни. Все бое-укладки рассчитаны на размещение выстрелов слюбым типом снаряда, за исключением хомутиковой укладки на правом борту башни, которая приспособлена только под выстрелы с бронебойно-под-калиберными снарядами.
Для всех выстрелов пушки У-5ТС используются одинаковые гильзы: стальная 4Г9 массой 7,95 кг или латунная 4Г10А массой 8,45 кг. Выстрелы с под-кал иберны ми снарядами комплектуются только латунными гильзами, как более надежными.
Стреляные гильзы автоматически удаляются из боевого отделения с помощью механизма выброса стреляных гильз на всем диапазоне вертикальных и горизонтальных углов наведения пушки.
Механизм выброса состоит из ограждения; рамки; захвата; гильзы с фиксатором взведения и сброса; механизма взвода; захвата с копиром и тягой; стопорного устройства рамки с зацепом, штоком и пружиной; привода рамки с тягой и рычагами; редуктора рамки с электродвигателем; крышки люка с приводом; копира; редуктора люка с электродвигателем; коробки управления и электромонтажного комплекта.
В исходном положении рамка опущена вниз и стопорится зацепом за неподвижное ограждение, Торсион захвата раскручен, дополнительные пружины расслаблены. Защелка под действием пружины коромысла прижата к зубу левого кронштейна захвата. Створка под действием пружины занимает вертикальное положение. Люк выброса закрыт.
При откате ствола во время выстрела вместе с казенником перемещается тяга, шарнирно связанная с копиром, который взводит зацепы захвата, закручивая пластинчатый торсион и растягивая дополнительные пружины. Копир воздействует на кулак захвата до тех пор, пока захват с зацепами не займет положение в плоскости, перпендикулярной к оси канала ствола. При накате ствола (промежуточное положение) штифт копира встречает на пути створку и увлекает ее за собой. Поворачиваясь на своей оси, створка воздействует на зацеп и отклоняет его в направлении перемещения копира, освобождая при этом рамку от стопорения за неподвижное ограждение.
Экстрактируемая гильза, попав на приемный лоток, с силой ударяется фланцем в скосы зацепов захвата и, преодолевая сопротивление пружин, раздвигает их в стороны. При этом резиновые буфера ограничивают развод зацепов в стороны и тем самым обеспечивают надежное удержание гильзы после прохождения ее за зацепы захвата. При ударе фланцем о заднюю стенку ограждения гильза включает кнопку запуска электрической схемы. Происходит открывание люка в башне и подъем рамки на линию выброса. Рамка поднимается до тех пор, пока кулачок не коснется плоскости копира и не включит переключатель ограничения подъема в положение рамки против люка в башне. С включением переключателя подается напряжение на электромагнит сброса, который пальцем освобождает захват с зацепами от удержания его защелкой. Силой взведенного торсиона и пружин гильза выбрасывается через люк наружу. После выброса гильзы рамка опускается в исходное положение и люк в башне закрывается, а все узлы механизма выброса занимают исходное положение.
Боекомплект пулемета ПКТ (или СГМТ) состоит из 2500 патронов (10 лент в магазин-коробках). Боекомплект пулемета ДШКМ (при наличии последнего) включает в себя 300 патронов (6 лент в магазин-коробках).
Кроме того, в танк укладываются автомат АК (АКМ) и 120 патронов к нему, 10 ручных гранат Ф-1, сигнальный пистолет и 12 патронов к нему.