После трёх лет всесторонних испытаний 7 опытных образцов M1E1 и завершения работ по устранению недостатков и подготовки к лицензионному производству новой 120-мм пушки, получившей обозначение M256, в августе 1984 года была принята на вооружение новая модификация, получившая обозначение «танк M1A1 со 120-мм пушкой». Видимых отличий новый танк по сравнению с предыдущими моделями M1 Abrams не имел, за исключением отличий в орудиях и некоторых деталей, расположенных на башне: несколько изменился бронеколпак прицела наводчика, под дымовыми гранатомётами смонтировали ящички для хранения запасных дымовых гранат.

Новое орудие имело массу качающейся части 1995 кг, что на 860 кг было больше, чему 105-мм M68A1. Ствол пушки является холоднотянутой трубой с внутренним хромированием для повышения износостойкости. На стволе на расстоянии 2500 мм от дульного среза располагается экстрактор пороховых газов, изготовленный из стеклопластика, теплоизолирующий чехол ствола также изготовлен из этого материала. Казенная часть для быстрой замены крепится к стволу резьбовым соединением, и в ней используется открывающийся вниз полуавтоматический клиновой затвор. В затворе включен механизм заряжания с гидроприводом, который помещает выстрел на лоток заряжания. Когда орудие откатывается, оно возвращается на место откатником, при этом автоматически открывается затвор. Противооткатные устройства состоят из двух, заполненных азотом, гидравлических замедлителей и одного гидропневматического устройства.

Так как в танке M1 Abrams после выстрела гильзы просто падали на пол боевого отделения, что приводило к повышенной загазованности боевого отделения и высокой вероятности травмирования членов экипажа танка, то в M1A1 Abrams ввели закрытый ящик, куда направляются поддоны стреляных гильз. Основным противотанковым средством танка M1A1 Abrams являются 120-мм БПС М829 со сгорающей гильзой и отделяющимся поддоном, с сердечником из обедненного урана и М827 с сердечником из вольфрамового сплава. Начальная скорость полета сердечника БПС М829 — 1650 м/с, бронепробиваемость 250 мм на дистанции 2000 метров под углом 60 град, к нормали. Из-за высокой стоимости количество М829 в боекомплекте из 40 выстрелов составляет 25% от общего числа. Вторым по количеству типом является кумулятивный выстрел М830, выполняющий роль и фугасного снаряда. Увеличение диаметра конуса воронки боевой части и больший объем ВВ обеспечили увеличение бронепробиваемости, по сравнению со 105-мм кумулятивным снарядом, на 43 мм и составляет 130 мм. Увеличение калибра повлекло, как было уже сказано, изменение величены боекомплекта. Так, в нише башни вместо 44 105-мм снарядов могут находиться только 34 выстрела калибра 120-мм. Одновременно уменьшилась с 8 до 6 единиц боеукладка в задней части боевого отделения, а 3 готовых к стрельбе выстрела, размещенных на полу башни, из-за увеличенной казенной части пушки были ликвидированы.

Помимо нового вооружения и в дополнение к существующей индивидуальной защите от ОМП с использованием противогазов, на танке M1A1 Abrams установили новую ФВУ М43А1, способную обеспечивать коллективную защиту экипажа от радиоактивной пыли и отравляющих веществ без использования противогазов. Так как ФВУ помимо основного назначения способствует высасыванию оставшихся пороховых газов от пушки при стрельбе, то отпала необходимость в установке вентилятора, который планировалось поставить как меру для уменьшения загазованности при интенсивном ведении огня. Как недостаток системы коллективной защиты отмечают ее возможность функционировать лишь в том случае, когда работает двигатель танка (воздух в систему поступает через воздухозаборник ГТД) и когда машина находится в боевом положении, то есть все люки и передний выпускной клапан закрыты, выстрел в пушке, затвор закрыт. Прежнюю систему подогрева заменили новой с многотопливным нагревателем, в котором подача воздуха осуществляется по разным воздуховодам, так как очень часто отмечались случаи попадания загрязненного воздуха в боевое отделение.

Из-за возросшей массы танка, с 57 тонн на M1 до 59 на M1A1 Abrams, пришлось вновь модифицировать ходовую часть, так в гидроамортизаторах 1, 2 и 7 узлов подвески давление увеличили с 21 до 24 МПа. Были улучшены уплотнения опорных катков этих узлов подвески для того, чтобы снизить утечку смазки из них. Вставка торсионов на угол закрутки была изменена с целью добиться той же величины клиренса, что и до увеличения массы танка. Бандажи опорных катков M1A1 Abrams, в сравнении с M1 Abrams, изготовили более тонкими, вследствие чего, несмотря на возросший вес машины, уменьшились их нагрев и износ. Для увеличения запаса хода был изменен объем топливных баков, общий литраж составил 1997 литров, что позволило увеличить на 50 км возможность танка передвигаться по местности. Была изменена конфигурация вышибных панелей, установленных сверху в задней части башни, в районе расположения боекомплекта, вместо трех крышек стало две.

По мнению американских специалистов, данное конструктивное нововведение позволит в случае детонации боезапаса направить взрывную волну вверх и тем самым защитить экипаж от ударной волны и осколков, поскольку обитаемая часть башни отгорожена от снарядов шторкой толщиной в 20 мм. Однако многие специалисты, в том числе и зарубежные, негативно отзывались о наличии 90% всего боекомплекта в одном месте, хоть и имеющего небольшие меры к ограничению распространения ударной волны и осколков (например в «Леопард 2» только треть выстрелов располагается в корме башни, а остальные в корпусе), и довольно скептически относились к возможности выживания экипажа и танка в целом в случае подрыва 34 зарядов 120-мм снарядов, находящихся за тонкими перегородками, несмотря на все рекламные заверения разработчиков танка. При этом они ссылались на фотоснимки из Кувейта и Ирака во время войны в Заливе и из Грозного во время чеченской войны, когда башни Т-72 и Т-80 валялись рядом с корпусами из-за якобы детонировавших боеприпасов, находящихся под боевым отделением в механизированной укладке, при этом, как они говорили, там находилось две трети всего боекомплекта танка, а не 90%, как в M1 Abrams.

Тем не менее выживаемость советских танков в условиях обстрела с верхних этажей зданий (чеченская война) или вертолетов (война в Заливе), как наиболее частых, была по расчетам значительно выше. Так как башни Т-72 и Т-80 меньше, а конвейер со снарядами располагается в нижней части боевого отделения и защищен телом казенника пушки различными блоками прицелов и других систем, навешенными на внутреннюю часть башни, да и расстояние от верхней части башни до полика боевого отделения, под которым располагается конвейер со снарядами, составляет свыше одного метра. Это дает некоторое преимущество при обстреле в подобных ситуациях. В противовес «семьдесятдвойкам» и «восьмидесяткам», башня у M1 Abrams значительно больше, а боеприпасы сверху отгорожены лишь 40-мм броней.

Одним из слабых мест танка M1 Abrams считалась невозможность командира управлять в бою действиями наводчика из-за отсутствия независимого прицела. Поэтому, во время испытаний M1E1 в ТТТ введен пункт об оснащении командира танка новым тепловизионным независимым прицелом (CITV), позволявшим ему производить самостоятельный поиск целей и давать целеуказание наводчику. Однако недоведенность системы и перерасход бюджета на программу не позволили эту часть программы довести до завершения. Было решено начиная с машин 1986 года выпуска зарезервировать место для прицела командира танка, сделав площадку с левой стороны башни напротив прицела наводчика. Доводку системы CITV перенесли на следующий этап модернизации программы — «Блок-2».

В декабре 1985 года из сборочных цехов завода в Детройте вышли с опережением плана поставок на три месяца первые два серийных танка M1A1 Abrams. По мере нарастания выпуска новых машин они в первую очередь стали поступать в части, расположенные в Западной Германии. Первые 10 танков получил учебный центр в Вилсеке, где они использовались для переподготовки инструкторов, а первой строевой частью, куда были направлены M1A1 Abrams, стала 1-я бронетанковая дивизия 5-го Армейского корпуса. В ходе интенсивной эксплуатации танков стала более отчетливо проявляться недоведенность гусеничной ленты Т156 по ресурсу. Вместо положенных 3200 км пробега они отхаживали от 956 до 1770 км. Во многом это было связано с переутяжелением танка. Поэтому был поднят вопрос о закупке для частей, дислоцированных в Германии, гусениц, производимых для танка «Леопард 2» (их пробег в среднем составляет 5000 км). Тем не менее фирмой «Форд» была разработана новая лента Т158, срок службы которой по сравнению со сроком старой гусеницы и сменных подушек траков удвоился, однако при этом вес танка увеличился на 450 кг.

В 1986 году корпусу морской пехоты США начались поставки 221 танка M1A1 Abrams, которые частично заменили танки M60A3. Вариант танка корпуса несколько отличается от армейской машины, с целью удовлетворения требований, предъявляемых к машинам, участвующих в десантных операциях. Так как ни M1 ни M1A1 Abrams не могут без подготовки преодолевать глубокие броды, то с этой целью были проведены доработки, касающиеся установки дополнительных уплотнений и трех воздухопитающих труб. Две из них при подготовке к преодолению брода крепятся слева, на решетке воздухозаборника, а третья — в кормовой части корпуса танка для подачи воздуха из двигателя, однако установка этих труб вносила ограничение при стрельбе из орудия с поворотом башни на правую сторону. При этом максимальная глубина преодолеваемой водной поверхности танком M1A1 Abrams из-за большой чувствительности двигателей серии AVCO — 1500 к противодавлению составила 2,3 метра.

Одной из частей программы «Блок-2» являлось увеличение защищенности танка M1A1 Abrams, особенно против кумулятивных боеприпасов. Для этого был разработан усовершенствованный комплект брони с использованием в ней обедненного урана. Обедненный уран — это инертный (неактивный) тяжелый металл, имеющий очень высокую плотность и обладающий естественной пирофортностью (самовоспламенением). Термин «обедненный» означает, что этот уран не обладает энергией для использования в промышленных целях, он является побочным продуктом процесса обогащения урана. Плотность брони из обедненного урана в 2,5 раза выше плотности броневой стали, она гораздо тверже, тяжелее и является достаточно дорогостоящим материалом. Процесс изготовления такой брони включает «вплетение» обедненного урана в виде проволочной сетки в обычную плиту стальной брони во время литья. Данное мероприятие позволило, по мнению американских специалистов, значительно увеличить стойкость танка к воздействию на него различных ПТУР, имеющих бронепробиваемость до 800 мм и новых 120-мм БПС с сердечником из вольфрама, имеющих толщину пробития 250-260 мм. Первый образец танка с новым типом брони вышел на испытания в октябре 1988 года. Первоначально новой машине хотели присвоить индекс M1A2, но посчитав это преждевременным, танку дали обозначение M1A1HA (Heavy Armor — тяжелая броня). Первые образцы нового танка поступили в подразделения 7-й армии, дислоцированной в ФРГ.

Главным недостатком M1A1HA являлся значительно возросший вес, достигший величины 62,2 тонны. Другим фактором, которого опасались некоторые ученые, был сам обедненный уран. Имеющий низкий радиоактивный фон, он тем не менее при длительном нахождении экипажа внутри танка мог привести к заражению организма и способствовать развитию злокачественных опухолей. Дополнительным источником облучения становились и боеприпасы с сердечником из урана. Именно по этим причинам западногерманские специалисты до сих пор отказываются от внедрения в новые боеприпасы для танка «Леопард 2» урановых сердечников, считая, что разница между плотностями последних вольфрамовых сплавов и соединений из обедненного урана предельно мала. В последнее время в печати стали появляться статьи, подтверждающие опасения о вредном воздействии урановых сердечников. Так, в частности, 35 экипажей, принимавших участие в операции «Буря в пустыне» получили различные степени заражения, вследствие вдыхания токсичных частиц, образующихся при разрушении сердечников БПС с обедненным ураном. Это было вызвано вследствие другого недостатка этих боеприпасов, а именно небольшой срок хранения, не более 10 лет, после чего происходит «осыпание» сердечника.

Решение о частичном внедрении мероприятий по программе «Блок-2» позволило на танке M1A1HA увеличить срок службы ствола до 750 выстрелов и установить вспомогательный газотурбинный агрегат (APU). Основная идея APU заключается в том, чтобы обеспечить так называемый режим «молчания», при котором танк получает электроэнергию без запуска основного двигателя и в то же время не зависеть от способности аккумуляторных батарей (АКБ) поддерживать такой режим. В танке M1A1 допускается работа в режиме «молчания» на свинцово-кислотных АКБ в течение 40 минут, после чего батареи уже не могут запустить ГТД. После проведения полевых испытаний в 1989 году сухопутные войска и корпус морской пехоты со следующего года начали закупку 1700 таких агрегатов.

Этот агрегат мощностью 18,4 КВт разрабатывался в течение трех лет и должен был удвоить на M1A1 режим «молчания», но как недостаток у него отмечается невозможность обеспечивать работу системы коллективной защиты от ОМП и системы охлаждения воздуха для экипажа. В добавок для него требуется отдельное устройство для запуска, отдельная топливная система и своя АКБ, в результате места внутри силового отделения для него не нашлось, и агрегат был помещен в отдельный контейнер в кормовой части корпуса и установлен на специальный кронштейн-подставку, при этом длина танка увеличилась на 1,5 метра, а вес на 300 кг. При установке подобных APU на танки морской пехоты, по сравнению с сухопутным вариантом, были внесены изменения. Для уменьшения воздействия соленой морской воды на внутренности вспомогательной установки ее смонтировали в корзине на корме башни танка. Подобное размещение агрегата также уменьшило вероятность попадания пыли и песка. Всего до конца 1993 года было выпущено 4802 танка M1A1 Abrams.

Тактико-технические характеристики M1A1 Abrams
Экипаж 4
Масса, кг 675000
Длина, мм 9828
Ширина, мм 3657
Высота, мм 2438
Калибр основного орудия, мм 120
Калибр вспомогательного орудия, мм 7.62
Калибр зенитного орудия, мм 12
Угол наведения по горизинтали, градус 360
Боекомплект основного орудия, шт. 40
Боекомплект вспомогательного орудия, шт. 12400
Боекомплект зенитного орудия, шт. 1000
Мощность двигателя, л.с. 1500
Максимальная скорость по шоссе, км/ч 66.7
Запас хода по шоссе, км 465