Первая часть

Часть 2. На пути к И-180

Замена однорядной звезды М-25 на двухрядный мотор представлялась очевидным решением для заметного улучшения лётно-технических характеристик истребителя И-16. После покупки лицензии на мотор «Гном-Рон Мистраль Мажор» такая возможность появилась. В 1935 году на заводе №29 в Запорожье выпустили первые двигатели М-85.
В бригаде Поликарпова в том же году были подготовлены предложения (аванпроект) по самолёту И-19 (ЦКБ-25), имевшему в основе конструкцию самолёта И-16, но с закрытой кабиной. Основные отличия сводились к использованию крыла с большими размахом и сужением и применению более обтекаемого – вытянутого – капота Уоттера, аналогичного проекту Лёгкого крейсера Г-38 Гроховского. По мощности М-85 превосходил М-25, был тяжелее, но и заметно меньше в диаметре, что снижало сопротивление из-за уменьшения площади миделя. По расчётам скорость могла бы достичь 485 км/ч.

И-19 М-85 (ЦКБ-25, проект 1935 года)

Однако жизнь этого проекта продлилась недолго: реально М-85 только к концу года прошёл испытания и стал доступен только в 1936 году. К этому времени Н.Н. Поликарпов отказался от капота Уоттера в пользу стандартного капота NACA и увеличенного обтекателя втулки двухлопастного винта типа В-25, поэтому в конце 1935 года аванпроект И-19 М-85 скорректировали. От предыдущей итерации осталась лишь новая форма крыла, которое должно было целиком иметь жёсткую фанерную обшивку. Хвостовая часть практически вернулась к формам И-16. Был построен упрощённый макет.
Мотор М-85 выпускался в небольших количествах и, в основном, для бомбардировщиков ДБ-3. Проект явно затягивался, к тому же до него «не доходили руки», а требования к новым истребителям вновь ужесточились: тактико-техническими требованиями (ТТТ) ВВС РККА к истребителям предусматривалось преодоление рубежа скорости в 500 км/ч.

И-19 М-85 (аванпроект конца 1935 года)

И-19 М-86 с одностоечным шасси (эскизный проект)

И-19 М-86 (первый лётный образец, июль 1937 года)

И-19 М-86 (первый лётный самолёт после доработок, конец августа 1937 года)

И-19 М-86-2 (второй лётный образец, апрель 1938 года)

И-19 М-87/88 (эскизный проект, январь 1938 года)

В 1936 году проект И-19 вновь переработали, на этот раз под планируемый двигатель М-86. Эскизное проектирование велось зимой 1936-37 годов. По проекту И-19 М-86 представлял собой несколько увеличенный в длину И-19 М-85, но с уменьшенным размахом крыла, которое по геометрии было ближе к И-16. Обшивка сохранена жесткой. Была усовершенствована и форма капота. Самое главное отличие заключалось в отказе от пирамидального шасси в пользу одностоечного с пневматической системой выпуска-уборки.

Предполагалось применение винта типа ВИШ-2ПА с диаметром, уменьшенным до 3 м, но с уширенными лопастями (рассматривался вариант с деревянными лопастями). Скорость ожидалась до 520 км/ч и даже выше
Эскизный проект И-19 М-86 в целом получил одобрение НИИ ВВС РККА, был построен макет (переделан из макета И-19 М-85). На этой стадии выяснилось, что новая конструкция шасси потребует длительной отработки, поэтому Поликарпов вернулся к уже традиционному пирамидальному шасси. В такой конфигурации самолёт был построен летом 1937 года, но не летал из-за недоведённости винто-моторной группы. Выполнялись лишь скоростные пробежки с короткими подлётами, в ходе которых проверялись устойчивость и управляемость на малых скоростях.

В августе этот экземпляр переработали: изменили форму капота и облагородили единый воздухозаборник карбюратора и маслорадиатора. На время испытаний подвижную часть фонаря сняли. В таком виде самолёт совершил два десятка полётов до конца 1937 года. В середине осени на входе в капот установили жалюзи, обеспечившие приемлемый температурный режим в осенне-зимний период. Была достигнута максимальная скорость 512 км/ч, что было ниже расчётного значения. Причина – повышенное сопротивление проточной части капота и потери мощности на выхлопе.

В конце 1937 года ВВС РККА выпустили новые тактико-технические требования к самолётам 1938 года: от истребителей уже требовалась скорость до 550 км/ч. А в начале 1938 года требования повысили до 600 км/ч!
Стало ясно, что с мотором М-86 требования не выполнялись, и проект снова нужно перерабатывать. Тем не менее, проблему сначала попытались решить малой кровью. Капот вновь доработали, обеспечив выхлоп через индивидуальные патрубки, на задней части обечайки капота установили регулируемую «юбку», был организован внутренний капот для снижения сопротивления. Воздухозаборники маслорадиатора и карбюратора плавно вписали в переднее кольцо капота.

С этими доработками в декабре построили второй лётный образец И-19 М-86-2. В январе его продули в ЦАГИ. Продувки показали снижение лобового сопротивления и возможность достижения скорости до 540-550 км/ч.
И-19 М-86-2 облётывать не стали: двигатели М-86 работали капризно, да и ясно уже было, что самолёт скоро устареет. Требовалось кардинальное улучшение проекта. В январе 1938 года, сразу же после продувок И-19 М-86-2, в конструкторском бюро Поликарпова на заводе №156 приступили к разработке эскизного проекта нового варианта И-19 с моторами М-87 и М-88 (на первом лётном предполагался М-87, а уже на втором – М-88).
И-19 М-87/88 отличался от предыдущих вариантов не только мотором, но и новым капотом с большим коком металлического винта. Крыло имело новый профиль типа NACA 230 (относительная толщина в корне 14%, на концах – 10%). Само крыло планировалось сделать однолонжеронным, цельнометаллическим с увеличенным сужением. В перспективе предполагалось внедрить одностоечное шасси. Расчётную скорость в таком виде предполагали получить до 560…570 км/ч с М-87А и до 600…610 км/с с М-88. Вооружение предполагалось из 2…4 синхронных пулемётов БС, серийный выпуск которых ожидался в 1939 году.

Проект И-19 М-87/88 считался весьма перспективным, однако чрезмерно сложным и рискованным из-за применения нового профиля крыла и его новой конструкции, не соответствовавшей технологиям серийных заводов. Было ясно, что его постройка и отработка затянутся, и параллельно с ним Поликарпов начал проектирование более консервативного И-180. Кроме того, примерно в тот же период велась разработка ещё более простых машин с двигателем М-88 – И-161 и И-165, которые предполагали использование планёра И-16 практически «один-в-один» с новым двигателем. Но эти проекты не вышли из «бумажной «стадии».

Часть третья. «Остроносые»

И-19 М-34ФРН (проект, 1935 год)

Ещё до первого полёта ЦКБ-12 конструкторы Н.Н. Поликарпова приступили к проектированию скоростного истребителя ЦКБ-15 (И-17) с мотором жидкостного охлаждения «Испано Сюиза» 12Ybrs, лицензию на изготовление которого предполагалось закупить в ближайшее время. Был ещё вариант под мотор М-17, но он развития не получил. Использование V-образного мотора с возможностью размещения пушки в развале блоков цилиндров сулило рост скорости и повышение огневой мощи.
Во второй половине 1934 года И-17 поднялся в воздух. Его испытания проходили более или менее успешно, однако они затянулись до 1938 года, когда лётно-технические характеристики истребителя уже не соответствовали требованиям ВВС РККА.
Несмотря на то, что И-17 так и не дошёл до серийного производства (о причинах этого до сих пор существуют различные мнении), он стал основой целого ряда проектов истребителей с двигателями жидкостного охлаждения. В рамках темы рассматривались самолёты с двигателями «Испано Сюиза» 12Ybrs, М-100 и М34ФРН. В частности, с последним мотором в 1935 году проектировался истребитель И-19 М-34ФРН, но его не завершили. Многие замыслы так и остались на уровне набросков и аванпроектов, и лишь некоторые дошли до постройки макетов и опытных образцов.

Истребитель ДГ-52 (ИП-2, проект 1936 год)

Дальнейшие поиски велись в направлении применения всё более мощных моторов и совершенствования аэродинамики. В части последней основные усилия были направлены на улучшение формы капота и воздухозаборников радиаторов, а также использования жёсткой обшивки крыла.
Поликарпов остался верен концепции смешанной конструкции. Фюзеляжи выполнялись в виде полумонококовой оболочки с обшивкой из берёзового шпона, четырёх сосновых лонжеронов, «снимающих» силы с моторамы, сваренной из хромансилевых труб, Шпангоуты изготавливались из фанеры и сосновых реек. В местах усиления использовалась берёзовая фанера и детали из ясеня. Центроплан крыла выполнялся цельнометаллическим с лонжеронами из хромансилевых трубок, обшивка крыла – дюралевая, из дюраля же штамповались. В консолях крыла также использовались ферменные лонжероны их хромансиля, обшивка выполнялась фанерной переменной толщины, нервюры делались того же типа, что и в центроплане. Хвостовое оперение выполнялось из дюралевых нервюр и лонжеронов и обшивалось фанерой.
Такого типа конструкцию Поликарпов применил в 1937 году в проекте, обозначенном как И-171. В нём постарались ликвидировать ряд недостатков, отмеченных в ходе лётных испытаний, в частности увеличили габариты кабины и несколько улучшили обзор. Кабина планировалась полностью закрытой. По некоторым данным проект нёс в себе черты истребителя Д.П. Григоровича ДГ-54 (ИП-2) с двигателем М-100. Макет истребителя был построен в 1936 году, и Н.Н. Поликарпов имел возможность с ним ознакомиться.

И-171 М-103 (эскизный проект 1937 год)

И-172 М-103А (эскизный проект, 1938 год)

Длина самолёта составляла около 7,5 м, крыло размахом 10 м имело площадь 17 кв. м. Вооружение состояло из одной мотор-пушки МП-20 (ШВАК) и двух синхронных пулемётов ШКАС, которые в перспективе планировали заменить на крупнокалиберный пулемёт калибра 12,7 мм. Рассматривались пулемёты ШВАК-12,7 и, позднее, ДНК-12,7. Скорость планировалась 535 км/ч на высоте 4000 м. Оригинальным решением считалось использование общего воздухозаборника нагнетателя и маслорадиатора, его разместили в нижней части капота. Нормальная взлётная масса самолёта должна была составить 2250 кг, а перегрузочная – до 2550 кг.
И-171 дошёл до стадии эскизного проекта и макетирования отдельных агрегатов. Над ним работали до конца 1937 года, но сочли неперспективным, поскольку к этому времени уже появились моторы М-103А и вскоре ожидались М-105. В начале 1938 года в КБ Поликарпова начались работы по проектированию истребителей И-172/173. Первый из них создавался под мотор М-103А мощностью до 1000 л/с, а второй – под М-105 в 1050 л.с с перспективой дальнейшего наращивания мощности.
Вариант И-172 проектировался с оглядкой на И-180 по крайней мере, конструкция и общие очертания оперения были очень похожи. Хотя общая компоновка почти не отличалась от И-171, в конструкции было множество различий. Крыло сохранялось от И-171, но первоначально было цельнометаллическим. Самое же главное состояло в том, что каркас крыла целиком изготавливался из штампованных нервюр и стенок лонжеронов из алюминиевых сплавов, прессованных алюминиевых профилей открытого типа. В поясах лонжеронов применялись хромансилевые таврики.

И-173 (эскизный проект 1939 год)

Гипотетический серийный И-173 (соответствует внешнему виду И-173-2)

И-175 (эскизный проект 1943 года)

В аэродинамическом отношении форма самолёта была значительно улучшена. «Бородка» воздухозаборника маслорадиатора и нагнетателя была ликвидирована. Вместо неё в носке крыла, у бортов самолёта, были организованы два отдельных обтекаемых воздухозаборника. Была улучшена форма короба водорадиатора и усовершенствована его проточная часть. Основные стойки шасси выполнялись по одностоечной схеме.
Вооружение в целом оставалось на уровне И-171, но с заменой крупнокалиберных пулемётов на перспективные БС Березина, которые в то время находились в разработке. Расчётная нормальная взлётная масса осталась на прежнем уровне (масса более тяжёлого мотора компенсировалась применением более лёгких пулемётов). Максимальная расчётная скорость на высоте 4000 м составляла 575 км/ч.
В первой половине 1938 года в опытном цехе завода №84 была изготовлена цельнометаллическая консоль. Её качество Поликарпова не устроило: из-за тонкой обшивки появлялись хлоруны и вмятины, что сильно ухудшало аэродинамику. Хуже всего то, что КБ Поликарпова в январе того же года перевели на завод 156, а затем планировался переезд и на завод №1,на котором технология изготовления цельнометаллических конструкций по плазово-шаблонному методу не была освоена. В результате, обшивку крыла заменили на фанерную, более жёсткую и гладкую. Взлётная масса при этом несколько выросла.
В целом в облике И-172 была воплощена современная концепция фронтового истребителя с высокими лётно-техническими и боевыми характеристиками. Самолёт ни в чём не уступал бы таким этапным машинам как «Спитфайр» или Bf 109. Однако целый ряд обстоятельств помешал реализации проекта. Постоянные переезды с одного завода на другой, раздробленность коллектива (часть его работала в Горьком на заводе 21), перегруженность разнообразными заданиями, не подкреплённая кадровым ресурсом и качеством управления – всё это совпало с неприятностями вокруг И-180, который был основной задачей коллектива.
Кроме прочего, И-172 рассматривался сами Поликарповым в качестве переходной модели к более совершенному И-173, который фактически являлся модификацией И-172 под мотор М-105, с которым рассчитывали получить скорость 590…600 км/ч. По габаритам и общим очертаниям самолёт совпадал со своим предшественником, отличаясь в основном конструкцией хвостового оперения, которое напоминало аналогичные агрегаты самолёта «61» (будущий И-200).
Полномасштабные работы были развёрнуты в первом квартале 1939 года на заводе №1. Постройка самолёта была заложена в план опытного строительства на 1939 год, и финансирование велось в полном объёме. Ведущим по самолёту был М.И. Гуревич. Чертежи начали выдавать в производство в апреле 1939 года.

Первые детали изготовили в мае, а в целом самолёт был закончен сборкой в сентябре 1939 года. В конце того же месяца на заводском аэродроме начались гонки винто-моторной установки, в ходе которых выявились дефекты мотора М-105, который сняли с самолёта и отправили заводу-изготовителю. В ожидании нового мотора на самолёте велись различные доработки, отрабатывалась установка вооружения и доводились бортовые системы.
Однако вскоре ситуация поменялась. Кондиционный двигатель поступил только в ноябре, когда Николай Николаевич находился в командировке в Германии. В его отсутствие произошли известные события, связанные с выделением из КБ Поликарпова опытно-конструкторского отдела ОКО-1, которому передали для ускоренной разработки проект «61» (И-200).
Когда Поликарпов вернулся из Германии, стало понятно, что на заводе №1 приоритет отдан проекту И-200. Моторы М-105 были нарасхват, и работы по И-173 резко замедлились. Сам Поликарпов увлёкся своим новым проектом «62» (И-185), который считался наиболее перспективным. Все силы КБ были брошены на него. Наконец, КБ ждал новый переезд – Поликарпову выделили новый опытный завод №51, который пока не имел достаточной базы для быстрой постройки опытных образцов.
Первый лётный И-173 достроили только в мае 1940 года, ещё несколько месяцев ушло на различные доработки, и только 1 декабря 1940 года начались его заводские испытания. На первом лётном образце выполнили два десятка полётов до конца февраля 1941 года. В целом они подтвердили расчётные данные. У земли была достигнута скорость 470 км/ч а на высоте 4500 км – 596 км/ч. Самолёт оказался несколько перетяжелён, но некритично.
По отзывам испытателей, И-173 был устойчив по всем трём осям, бафтинга и флаттера во всём диапазоне скоростей не наблюдалось, манёвренность и управляемость оценивались, как хорошие. Отмечались плохой обзор назад и перебои в работе винто-моторной группы, но это было общим слабым местом советских истребителей. В 20-м полёте 27 февраля при посадке на заводском аэродроме подломилась правая стойка шасси, самолёт развернуло, и он получил серьёзные повреждения…
Первый лётный экземпляр восстанавливать не стали, приоритет отдали достройке самолёта для статических испытаний и второго лётного образца. В И-173-2 («эталон 1941 года») были учтены большинство замечаний, полученных при испытаниях первого экземпляра. Он получил штатный комплект вооружения и радиостанцию. При взвешивании масса пустого составила 2180 кг. Взлётная масса с полным фюзеляжным баком и полным боекомплектом нормальная взлётная масса составила 2680 кг. Максимальная (с заправкой 100 кг в крыльевые баки) 2780 кг, а перегрузочная – с двумя подвесными баками – 2900 кг.

И-173-2 вышел на заводские испытания 20 мая 1941 года. После выполнения 10 полётов, подтвердивших практически все расчётные характеристики, самолёт 20 июня 1941 года передали в НИИ ВВС для проведения совместных испытаний. Первый полёт на нём состоялся лишь 1 июля. Самолёт выполнил несколько полётов, которые подтвердили его хорошие лётно-технические характеристики. Но было уже поздно. В серию уже запустили Як-1, Лагг-1/3 и МиГ-1/3, и свободных серийных заводов для нового самолёта не осталось.
В НИИ ВВС испытания продолжались до октября 1941 года, когда ОКБ-51 эвакуировалось в Новосибирск. Поначалу самолёт хотели перевезти туда же, но в итоге передали в 401-й истребительный авиаполк особого назначения в подмосковном Чкаловске, в котором Москву защищали лётчики-испытатели НИИ ВВС. Боевые вылеты на нём совершали лётчики Марк Галлай и Пётр Стефановский. Они выполнили на нём в общей сложности 30 боевых вылетов, сбив 12 самолётов противника. В последнем бою 2 февраля 1941 года И-173-2 получил боевые повреждения мотора, маслосистемы и фюзеляжа, после которых восстанавливать его не стали…
В Новосибирске Н.Н. Поликарпов и его ОКБ работали над доводкой и развитием И-185 и истребителя ИТП. В проектах был высотный скоростной перехватчик – развитие И-200. Не была забыта и тема «лёгких» фронтовых истребителей с моторами В.Я. Климова. На основе задела по И-172/173 проектировались самолёты серии И-175 с моторами М-106 и М-107, а позднее М-107А. Последний вариант И-175 был проработан на уровне эскизного проекта в 1943 году. Это был цельнометаллический компактный истребитель с каплевидным фонарём, мотором М-107А с одной мотор-пушкой МП-20 и двумя синхронными Б-20. Профиль крыла, как и на И—185, был взят из серии NACA 230. Расчётная скорость на высоте 5000 м ожидалась на уровне 720 км/ч. Увы, реализовать эти проекты не удалось…