В начале 1960-х гг. в ходе выполнения Ижевским машиностроительным заводом научно-исследовательской темы изучались многие факторы, влияющие на кучность автоматической стрельбы. Испытания проводились на макетных образцах, разработанных по схеме с отводом пороховых газов (типа АКМ), по схеме с ходом ствола вперёд, по схеме с длинным ходом ствола назад. Также исследовалось влияние формы и положения приклада, ударов подвижных частей, влияния длины оружия и способа его удержания, влияния импульса отдачи его величины и продолжительности. Отдельное направление исследований в 1962-63 гг. было поручено молодому специалисту, инженеру-конструктору А.И.Нестерову (в дальнейшем - начальник бюро перспективных разработок). В ходе анализа вышеуказанных факторов в собственных исследованиях А. И. Нестеровым был сделан выбор в пользу автомата с компоновкой bull-pup и прямым прикладом, расположенным на оси канала ствола, как схемы, позволяющей получить лучшие результаты кучности автоматического огня (в советское время в обозначении данной компоновки использовалась формулировка - «автомат в короткой компоновке с рукояткой впереди магазина»).

В ходе анализа и поиска системы автоматики выбор был сделан в пользу схемы с длинным ходом ствола назад, о преимуществах которой говорили имеющиеся данные о суммарном импульсе отдачи, как факторе, наиболее существенно влияющем на рассеивание пуль при стрельбе очередью. Отмечалось, что в автоматах с отводом газов (АКМ) импульс составляет 0,4 кг/с, в автоматах с ходом ствола вперёд - 1,2 кг/с, а в системе с длинным ходом ствола назад - 0,1 кг/с. При рассмотрении же характера отдачи отмечалось, что автомат типа АКМ давал два резко выраженных импульса ударного характера: первый в момент выстрела, второй в момент удара подвижных частей в крайне заднем положении, а в автомате с длинным ходом ствола был только один импульс ударного характера в момент удара подвижных частей в крайнем заднем положении.

В целом Нестеровым были сделаны следующие предварительные выводы:
- схема автоматики с длинным ходом ствола позволяет в широких пределах изменять усилия отдачи, соотношения соударяющихся масс, а следовательно, характер рассеивания пуль, стрелок при стрельбе из автомата с подвижным стволом назад успевает среагировать и активно противостоять импульсу отдачи, в результате чего автомат получает меньшие угловые скорости и перемещения по вертикали;
- автомат в компоновке bull-pup обладает лучшей маневренностью в боевом и походном положении, всегда готов к стрельбе из обычно применяемых изготовок, для стрельбы стоя позволяет применять более устойчивую позу;
- выбранная схема позволяет успешно разрешить проблему загазованности при стрельбе из танков и бронетранспортёров, так как гильза извлекается при отсутствии
остаточного давления в стволе, отсутствуют газоотводные отверстия, а само отражение стреляной гильзы происходит при меньших скоростях подвижных частей;
- имеется возможность более эффективного применения дульных тормозов, так как усилие отдачи и процесс торможения не передаётся на стрелка.

Из воспоминаний А. И. Нестерова: «Коллектив М. Т. Калашникова заканчивал отработку единого пулемета под изготовление опытной партии и им было не до «перспективного» автомата, поэтому разработку новых схем стрелкового оружия передали под руководство И. Е. Семеновых, нам с Борисом Михайловичем Зориным - молодым специалистам с двухлетним стажем работы удалось опробовать различные «экзотические» схемы работы автоматики, однако в итоге мы убедились, что подобного рода «кавалерийские» наскоки на кучность безрезультатны». Исходя из вышеописанных выводов, одной из разработок по тематике данной НИР стал автомат с автоматикой, работающей по принципу использования энергии отдачи ствола при его длинном ходе, получивший наименование ЛА-4 (конструктор А. И. Нестеров, 1962-63 гг.).

В автомате ЛА-4 используется штатный патрон 7,62х39, применяются штатные магазин и штык-нож от автомата АКМ. Прицельное приспособление рассчитано на дальность 800 м, в конструкции автомата предусмотрена блокировка ствола при поставленной на него мортирке; возможность установки базы под прицел ночного видения; предусмотрены подсвечивающие элементы прицельных приспособлений для стрельбы в сумерки; возможность постановки втулки холостой стрельбы. В ударно-спусковом механизме предусмотрен предохранитель от случайных выстрелов. Внутренние части автомата в походном положении полностью закрыты от пыли и грязи. Исходя из принципа работы автоматики в конструкции отсутствует традиционный основной несущий элемент - ствольная коробка, т. к. подвижный ствол не имеет жёсткого крепления. Роль несущего элемента в системе с длинным ходом ствола выполняет кожух. В средней части кожуха вклёпан вкладыш для установки магазина и направляющая патрона в патронник. Передний торец вкладыша ограничивает ход ствола назад. На левой стенке кожуха, над вкладышем прикреплён кронштейн и установлена защёлка рамы.

Кожух автомата ЛА-4 в задней части образует приклад, в переднюю часть кожуха вварена труба, направляющая дульной части ствола. На трубе расположено переднее кольцо цевья и основание мушки. На торце трубы второго экземпляра автомата был установлен вкладыш для крепления штыка, мортирки и втулки холостой стрельбы, а принадлежность к автомату, зафиксированная отвёрткой в сборе с выколоткой, размещалась в рукоятке управления огнём автомата. Вкладыш ствола автомата размещён на сгибах кожуха, изготовленного из листового металла. Внутренняя часть вкладыша совместно с шайбой ствола образует в трубе усилитель отдачи и воспринимает передний удар подвижных частей при накате. В собранном состоянии затворная рама также размещается на загибах кожуха, передняя часть рамы через проушину базируется на направляющей возвратных пружин, в средней части рамы установлена защёлка затвора. Затвор автомата имеет два боевых упора и снабжен пружинным отражателем. Оригинальным решением является расположение двух возвратных пружин - пружины ствола и пружины затворной рамы на одной направляющей, в разобранном состоянии выполняющей роль обычного шомпола. В собранном состоянии направляющая-шомпол задней частью крепится к затыльнику кожуха, передней частью - к опоре, установленной посередине ствола.

Прицел автомата диоптрический, размещён в рукоятке переноски, приваренной к верхней перемычке кожуха, пластина прицела подпружинена и имеет возможность утопать (не ломаясь) в основании при падении либо другом механическом воздействии. Цевьё автомата образовано двумя накладками из фанеры с горизонтальным разъёмом. Верхняя накладка удерживается в кольцах цевья, нижняя накладка удерживается в кольце цевья и защёлке накладки расположенной в спусковой скобе. Продольные перемещения цевья исключены благодаря пружине цевья, которая получает рабочее поджатие при постановке нижней накладки. Ударно-спусковой механизм автомата ЛА-4 куркового типа аналогичен автомату АКМ и обеспечивает стрельбу одиночным и автоматическим огнем. Спусковой крючок, расположенный впереди магазина, связан с шепталом автоматического огня при помощи тяги. По аналогии с АКМ в шептале автоматического огня установлено шептало одиночного огня, на одной оси с курком установлен рычаг автоспуска с рамой, однако для установки вида огня и включения предохранителя имеются два отдельных рычага. Ограничение хода рамы при постановке на предохранитель обеспечивается сектором предохранителя.

При необходимости чистки либо устранения лёгких неисправностей автомата ЛА-4, производится неполная разборка без применения принадлежностей с отделением пяти узлов. Порядок неполной разборки таков:
1. Отсоединить магазин.
2. Снять крышку кожуха, для чего нажать на защёлку крышки и снять крышку вперёд вверх, открывание крышки и осмотр автомата производится в любом положении подвижных частей.
3. Снять возвратный механизм, для чего, взяв за втулку шомпола направляющей, вывести её из-под затыльника и вверх назад вынуть возвратный механизм.
4. Отделить затворную раму, отведя её назад за рукоятку и вынув вверх.
5. Отделить ствол, для чего отвести ствол назад до упора, движением вверх вывести вкладыш из направляющих (при этом ствол выйдет из сцепления с ограничителем) и вынуть ствол назад вверх из кожуха.
6. Отделить затвор от затворной рамы, выключив защёлку затвора.
Сборка автомата осуществляется в обратном порядке. Полная разборка и сборка производится при помощи прилагаемой принадлежности приёмами, применяемыми при разборке штатных образцов подобного типа.

Автомат ЛА-4 подвергался некоторым видам боевых и эксплуатационных испытаний, однако не в полном объёме штатной методики: проводился отстрел на кучность стрельбы в закрытом тире на дистанции 25 м, показавший несколько лучшие по сравнению с АКМ результаты. По оценкам разработчиков, положительные результаты были получены и при испытаниях на самовоспламенение патрона, находящегося в горячем патроннике после длительной стрельбы; в испытаниях на надёжность при не смазанных сухих деталях (всего было произведено 1,5 тыс. выстрелов); при испытаниях на надежность и непроизвольное срабатывание во время бросков автомата на цементный пол с высоты 1,5 м. Была оценена и безопасность эксплуатации оружия, конструкция автомата исключала: возможность производства выстрела при не вполне запертом затворе, попадание пулей очередного патрона в капсюль патрона, находящегося в патроннике, инерционное разбитие капсюля, разрушение узла запирания и ствола при стрельбе усиленными патронами.

Вероятно, что выводы начального этапа исследований были сделаны не вполне корректно, возможно, где то преувеличены по причине ещё недостаточной квалификации исполнителей данных работ, отступлений от штатной методики испытаний, субъективности при оценке результатов испытаний, низкой репрезентативности исследований, когда испытатель попросту мог приноровиться к стрельбе из автомата, а высокие показатели кучности стрельбы были лишь результатам умения одного конкретного стрелка и т.п. Подтверждением этому служит одно из промежуточных заключений, направленное комиссией ЦНИИ точного машиностроения в адрес Ижевского машзавода в начале 1963 года, где говорится о допущенных технических ошибках при исследовании влияния различных факторов на устойчивость оружия, в числе которых: использование неверных формул при расчёте энергии отдачи, путаница в понятиях и терминах, повторение ошибок предыдущих НИР; кроме того были допущены ошибки в оценке трудоёмкости изготовления и надёжности работы. Также в описании автомата приведены данные о пониженной на 20-30% трудоёмкости автомата ЛА-4 по сравнению с АКМ и ресурсе работы в 10 тыс. выстрелов, что вызывает сомнения в объективности оценки, т.к. не вполне корректно сравнивать данные экспериментального изделия ЛА-4, которое было выпущено в количестве 2 шт., и массово производимого автомата АКМ (объем выпуска которого, к примеру, в 1966 году составил 366 159 шт.).

Итогом работы над автоматом ЛА-4 стало участие его в конкурсе по созданию лёгкого автомата, объявленном совершенно секретным приказом председателя Государственного комитета по оборонной технике (ГКОТ) СССР за №266 от 17 апреля 1963 г., проводившемся в ЦНИИ точного машиностроения. В выводах конкурсной комиссии значилось, что автомат ЛА-4 не отвечает основным пунктам тактико-технических требований (ТТТ) и имеет ряд существенных недостатков, таких как недостаточное снижение массы и трудоёмкости изготовления, отсутствие технических решений и конструктивных элементов, позволявших получить стабильную и надёжную повышенную устойчивость автомата при стрельбе очередями - отмечалось, что при выбранной схеме (с длинным ходом ствола) работа автоматики зависит в большей мере от способа удержания автомата в руках, что недопустимо. В заключении комиссия под председательством главного инженера ГКОТ Л. Мочалина признала нецелесообразным дальнейшее проведение работ по автомату ЛА-4 связи с неудовлетворением основных ТТТ и неперспективностью.

Технические характеристики автомата ЛА-4
Калибр - 7,62х39
Масса автомата с магазином и принадлежностью - не более 2,65 кг
Длина без штыка - 670 мм
Длина прицельной линии - 340 мм
Длина ствола - 435 мм
Начальная скорость пули - 700 м/с
Темп стрельбы - 570 выстр./мин.