Второй опытный ВТ-11, был окрашен оливково-зелёным цветом и отличался от первого самолета более скругленным рулём поворота. Кроме того, резиновые амортизаторы колёс были закрыты обтекателем, а трубка Пито была установлена на N-образной фюзеляжной стойке по правому борту. На втором прототипе был установлен двигатель «Bristol Jupiter VI» вместо «Bristol Jupiter VII». Как, первый так и второй прототип имели одинаковые размеры, но масса пустого самолёта была у первого – 919 кг, а у второго – 948 кг, соответственно изменялся и вес нагруженного самолёта: первый весил – 1331 кг, второй – 1360 кг. Отличались и их скорости. Первый прототип имел скорость 238 км/ч, а второй – 260 км/ч. Потолок у первого ВТ-11 составлял 7800 метров, а у второго он был 7500 метров. Дальность полета также отличалась, составляя: 700 км у первого прототипа и 650 км у второго. Летчик-испытатель высоко оценил пилотажные качества ВТ-11.
Справившись с заданием по самолёту ВТ- 11, проектная группа, была выпущена из тюрьмы. Но не всем инженерам повезло также как группе Поликарпова. За все годы существования Внутренней Тюрьмы – с 1934 по 1941 год, через нее прошло около 450 конструкторов, из них 150 умерло за чертёжными досками, так и не увидев свободы.
Производство предсерийных И-5
В августе – сентябре 1930 года, была построена небольшая серия из семи самолётов ВТ-11. Затем машины были переданы в Научно-исследовательский институт военно-воздушных сил (НИИВВС) для испытания самолётов в армейских условиях. Эти самолёты были практически идентичны второму прототипу, за исключением добавления небольшого заголовника за открытой кабиной пилота, отсутствия колпаков закрывавших спицы на основных колесах, также был несколько переработан руль направления. Кроме того, выпускные заглушки в крышке обтекателей цилиндров также были изменены. Трубка Пито расположенная на правом борту, ниже кабины пилота была перенесена на N-образную фюзеляжную стойку, поддерживающую правую сторону центральной части крыла.
В свою очередь и сам Ворошилов принял участие в модификации самолёта, внеся свои дополнения к конструкции самолёта.
Замечания Ворошилова привели к появлению совершенно нового проекта истребителя, получившего в производстве обозначение И-5 (буква «И» означала истребитель). Была создана специальная комиссия под руководством И. М. Косткина, чтобы ускорить подготовку серийного выпуска истребителя на авиационном заводе №21 в Нижнем Новгороде на Волге. Подготовка включала производство шаблонов и набор соответствующих чертежей самолёта И-5. Эта обязанность была возложена на И.Ф. Флорова, который отвечал за подготовку чертежей. Множество студентов последнего курса технического техникума участвовали в работе по изготовлению шаблонов, т.к. чертежей прототипа не существовало. Детали делали вручную, по эскизам, которые поспешно были сделаны практически в последние дни на испытаниях. Единственные проектные документы, сделанные по правилам, были статические расчеты, которые Поликарпов собрал в огромный том.
Пока шла подготовка серийного производства И-5, был построен третий прототип. Его отличия от первых двух состояли в установке девятицилиндрового мотора воздушного охлаждения М-15 мощностью 450 л.с. Ряд цилиндров опоясывало кольцо Таундена, снижавшее сопротивление набегающему потоку, на самолёте был установлен общий патрубок выхлопа цилиндров. Эти изменения были использованы на серийных самолётах. N-образные стойки крыла были значительно утолщены по сравнению с первыми двумя прототипами и перекочевали на серийные самолёты. На третьем ВТ-11 было установлено зеркало заднего вида на правой стороне верхнего крыла.
Третий прототип поднял в воздух лётчик- испытатель И.В. Павлов 1 июля 1930 года. На его борту красовалась надпись: «Подарок XVI партсъезду». Испытания выявили, недостаточную надёжность двигателя М-15 и невозможность его серийного выпуска для установки на И-5, кроме того, подтвердилось, что кольцо Таундена уменьшает сопротивление набегающему потоку, в результате его рекомендовали к установке на серийные И-5.
Поликарпов И-5
Из-за серьезных проблем возникших при постройке предсерийных И-5, серийный выпуск самолётов на авиационном заводе №21 (ГАЗ №21) не начался до конца 1932 года. Первый самолёт с большим трудом удалось окончить в феврале 1933 года. Всего до конца 1934 года на заводе в Нижнем Новгороде было выпущено 803 самолёта.
Было множество различий между предсерийными образцами и серийными самолётами И-5. Серийные самолёты имели кольцо типа Таундена вокруг мотора воздушного охлаждения М-22 (который был копией британского двигателя «Bristol JupiterVI»), тогда как на двух первых прототипах ВТ-11 и тринадцати предсерийных машинах каждый цилиндр двигателя М-15 имел собственный каплевидный обтекатель и свой индивидуальный выхлопной патрубок.
Двигатель М-22 мощностью 480 л.с. выпускался огромной серией до 1936 года и был на 30 л.с. сильнее, чем М-15. Хотя М- 22 был копией британского двигателя «Bristol Jnpiter-VI», лицензионные переговоры и поставка технической документации и образцов двигателя были проведены через французскую фирму Гном-Рон (Gnome- Rhone), имевшей лицензию на производство данного мотора.
Все прототипы ВТ-II и предсерийные И-5 не были вооружены. Вооружение И-5 включало в себя два синхронизированных пулемёта ПВ-1 калибра 7.62 мм и скорострельностью 780 выстрелов в минуту, с боезапасом по 600 патронов на ствол. В 1928 году, ПВ-1 был стандартным авиационным пулемётом и устанавливался на большинстве советских военных самолётов в течение многих лет. Конструкция истребителя позволяла устанавливать еще два таких же пулемета, либо подвешивать две бомбы по 10 кг каждая на бомбодержателях под нижним крылом. Для прицельной стрельбы самолёт был оснащён колиматорным прицелом ОП-1.
По сравнению с предсерийными самолётами, на И-5 был значительно удлинён заголовник пилота, который теперь больше напоминал гаргрот, масляный радиатор был установлен сразу за мотором. Передняя стойка колес стала короче, заднюю стойку колёс сделали более толстой, а шины колес стали несколько шире.
Самолет И-5 имел смешанную конструкцию: часть узлов – металлическая, часть – деревянная. Каркас фюзеляжа был сварен из стальных труб переменного сечения и представлял собой четырехгранную ферму. Для улучшения обтекаемости машины на трубчатую основу каркаса приклепывали внешний каркас из дюралюминиевых профилей. В носовой части фюзеляжа устанавливались поддерживающие стрингеры и шпангоуты из стальных трубок.
Передняя часть фюзеляжа до середины кабины закрывалась легкосъемными дюралюминиевыми капотами толщиной 0,5-0,8 мм, которые крепились пружинными защелками и стальными булавками. Остальная часть фюзеляжа обшивалась полотном, пришнурованным к каркасу шпагатом. Это давало возможность при необходимости расшивать полотно от фюзеляжа.
Последний отсек фюзеляжа под хвостовым оперением имел съемные дюралюминиевые обтекатели для осмотра амортизатора костыля.
Сиденье пилота с чашкой под парашют – из гофрированного дюралюминия. На первых машинах отсутствовал гаргрот, но позже его установили на всех самолетах, в том числе и на опытных.
Бипланная коробка крыльев имела площадь несущей поверхности 21,3 м². Верхнее крыло состояло из центроплана и двух отъемных консолей. Дюралюминиевый центроплан соединялся с фюзеляжем И-образными стойками из профилированных дюралюминиевых груб. Консоли обоих крыльев были деревянными. Их носки до переднего лонжерона обшивались фанерой, так же как и верх корневых частей нижних плоскостей между лонжеронами. Профиль крыльев – «геттинген» № 436. Каркасы хвостового оперения, рулей и элеронов – дюралюминиевые, обшивка – полотно. Последние серийные И-5 имели по каплевидному балансиру на каждой плоскости крыла, балансировочный груз помещался на законцовках верхнего крыла.
Шасси самолета оснащалось амортизаторами из 16 резиновых шайб толщиной по 20 мм каждая.
Пневматики колес применялись двух типов – 750x125 мм и 760x100 мм. На самолетах первых серий костыль был неуправляемым, поэтому И-5 имел тенденцию к развороту в конце пробега. После нескольких аварий шасси доработали – уменьшили его высоту, а костыль соединили с рулем направления, таким образом, сделав его управляемым. Зимой большинство И-5 оснащались лыжами вместо колёсного шасси. Скоростные характеристики истребителей, оснащённых лыжами, ухудшались из-за их большого аэродинамического сопротивления.
На И-5 устанавливались двигатели «Юпитер-VI» либо М-22 мощностью 480 л. с. На машинах первых серий делались капоты для каждого из цилиндров.
Ранние И-5, имели деревянный воздушный винт диаметром 2,9 м – концы лопастей оковывались латунью. Шаг винта 2,1 м. Втулка винта закрывалась обтекателем-коком. Позднее головки цилиндров стали закрывать кольцевым капотом Тауненда, а спереди устанавливали лобовой капот с жалюзи. Воздушный винт диаметром 2,7 м стал дюралюминиевым с полированными лопастями. Шаг регулировался на земле – лопасти имели два фиксированных положения. Кока на втулке такого винта не было.
Полетная масса И-5 находилась в пределах 1336-1355 кг. Запас топлива включал 205 л бензина и 40 л касторового масла.
Максимальная скорость И-5 – 280 км/ч, практический потолок – 6000 м. Время полного разворота(характеристика маневренности) в горизонтальной плоскости – 10 с.
Двигательная установка – мотор М-22 с кольцом Тауненда была настолько удачной, что практически стала эталонной, ее использовали многие авиаконструкторы того времени.
Ранние И-5 имели более длинные подкосы стоек шасси и меньший обтекатель амортизаторов, а также открытые спицы колес. Визуально, они отличались несколько большим наклоном вперед, обусловленным большей задней стойкой. Последние серийные самолеты имели более короткие стойки, удлиненные обтекатели амортизаторов и защитные колпаки на колесах. Однако, не все эти изменения были введены в производство одновременно (со сборочной линии авиазавода №21 сходили гибриды, которые имели металлические винты позднего типа, но все еще ранние стойки шасси).
Некоторые экземпляры последних производственных серий получили (как на третьем опытном ВТ-11), зеркало заднего обзора, которое устанавливалось на правой стороне верхнего крыла.
Истребителями И-5 была оснащена первая акробатическая группа советских военно-воздушных сил под руководством В.А. Степанчёнка. Некоторые И-5 использовались в гражданской авиации, известны самолёты И-5 с кодами СССР-С2570 и СССР-С2590. С этих гражданских «лимузинов» пулемёты ПВ-1 и прицелы ОП-1 были сняты.
На И-5 проводились также испытания по установке радиооборудования. Истребитель, оснащенный радиостанцией, имел большую стойку на верхнем крыле, для крепления антенного провода, подобным же образом был модифицирован и хвостовой стабилизатор. Эти радиофицированные И-5 оснащались также обтекателями колес шасси и большой трубкой Пито размещенной над N- образной стойкой правого крыла.
И-5 состояли на вооружении до 1936 года, когда им на смену пришли И-15. Оставшиеся И-5 были переданы в лётные школы и училища для подготовки лётчиков. Однако некоторые самолёты, были модифицированы в истребители-бомбардировщики, оснащённые двумя бомбодержателями, установленными под фюзеляжем. На их замках могли быть подвешены две бомбы ФАБ. Когда немцы 22 июня 1941 года вторглись в Советский Союз, на аэродромах было брошено большое количество И-5, которые использовались в роли истребителей-бомбардировщиков. Небольшое количество И-5 было передано в морскую авиацию. Когда началась Великая Отечественная война 11- й истребительный полк Черноморского флота, базирующийся на аэродроме Джанкой, был оснащен И-5.
Тренировочный УТИ-1
На этом варианте И-5, кабина пилота была сдвинута вперёд, а за ней была установлена вторая кабина. Эта вторая кабина оснащалась полным набором элементов управления. Двадцать самолётов были изготовлены в варианте УТИ-1 на заводе ГАЗ- 21 в Нижнем Новгороде в течение 1934 года.
И-5 Звено
Термин «Звено» был использован, для программы, возглавляемой военным инженером Владимиром Сергеевичем Вахмистровым реализовывавшейся в период с 1930 по 1940 год. Задача программы состояла в размещении на борту самолёта-носителя истребителей прикрытия, которые в нужный момент должны были защитить самолёт-носитель от атак вражеских истребителей, тем самым, расширяя радиус его действия. Все испытания проводились под руководством Научно-исследовательского института ВВС.
В качестве самолётов-носителей для истребителей были выбраны сначала бомбардировщик ТВ-1, а затем бомбардировщик ТВ-3. Первоначально предполагалось нести истребители И-4, но затем остановились на И-5. Первый вариант «Звена» нёс по одному самолёту И-5 на каждой плоскости крыла, которые устанавливались на специальной пирамиде с выпускным замком, открывающимся пилотом носителя. Истребители пристыковывались в трех точках, одной задней и двух передних.
Первые испытания с И-5 начались в сентябре 1933 года. В них принимал участие модифицированный ТБ-1, с двумя укрепленными на нем истребителями И-5, которые пилотировали лётчики В.К. Коккинаки и И.Ф. Гродз. Полный вес «Звена-1А» составлял двенадцать тонн. Так как использовались бипланы, то самолёты И-5 пришлось устанавливать сверху крыла носителя. Для того чтобы поднять истребитель на крыло носителя были сооружены огромные деревянные конструкции, по которым они и закатывались вручную(!) на крыло ТБ-1.
Другая конфигурация, имевшая название «Звено-2», состояла из четырехмоторного бомбардировщика ТБ-3 с тремя истребителями И-5. «Звено-2» было испытано в августе 1934 года. В первом полёте на верхнем крыле ТБ-3 было укреплено два И-5. Во втором полете на фюзеляже ТБ-3 был укреплён один И-5. В третий полёт ТВ-3 отправился с тремя И-5 – двумя на крыле и одним на фюзеляже.
Истребители И-5 использовавшиеся в испытаниях, кроме других незначительных модификаций, имели специальный кок винта. Испытания с конфигурацией «Звено-2» оказались успешными.
Скоростные характеристики экспериментального ТВ-З^М-17Ф с тремя И-5, были практически идентичны характеристикам стандартного варианта бомбардировщика ТВ-3.
Положительным моментом «Звена-2» была высокая скорость полёта. Погода для полета должна была быть спокойной, с облачностью не более 1 000 метров, потому что выше облачности видимость была абсолютной. Если облачность поднималась выше, то самолёт-носитель вынужден был подниматься на свой потолок, что вело к трудностям с управлением самого «Звена». В одном полёте, один из пилотов И-5, уменьшил мощность двигателя во время отрыва от носителя и самолёт, своим винтом, сорвал часть обшивки крыла ТВ-3. Лётчики ТВ-3 посадили без проблем повреждённый самолёт на свой аэродром.
Следующая конфигурация «Звена» называлась «Звено-Авиаматка», и включала в себя носитель ТВ-3-4М-17Ф с двумя И-16, подвешенными под крылом с каждой стороны и два И-5 укреплённых сверху крыла. Во время первого испытательного полета 20 ноября 1935 года под фюзеляжем, в передней его части, был подвешен еще истребитель И-Z, который перед посадкой «Авиаматки» был выпущен в полёт и произвёл самостоятельную посадку.
Система «Звено» не вызвала больших проблем, как с подвешенными самолётами при взлёте, так и при отстыковке их в воздухе, единственный минус состоял в том, что иногда при неправильной отстыковке, колёса истребителей оставляли вмятины на гофрированной поверхности крыла носителя.
Прототип ЦКБ-3
В ходе первой пятилетки, тяжелая промышленность в Советском Союзе была модернизирована, а вернее сказать создана заново и продолжала удивлять мир своим бурным ростом. За счет промышленного скачка в 1931 году уровень производства достиг показателей 1913 года. За короткий период времени Сталину удалось благодаря рациональной организации труда и нещадной эксплуатации рабочих, добиться увеличения выпуска самолётов, даже при недостатке квалифицированных рабочих рук.
29 октября 1929 года банкротилась Нью- йоркская Фондовая биржа, погрузив Америку в глубокую экономическую депрессию. На улицы было выброшено около пятнадцати миллионов безработных. Не многим лучше была экономическая ситуация и в других западных странах, только Советский Союз был исключением, что подтверждало высказывания Сталина о неминуемом крахе капиталистического мира.
Но в Советском Союзе, по-прежнему, не хватало специалистов, и он нуждался в западных технологиях, чтобы еще улучшить свои и без того высокие промышленные показатели. В свою очередь, депрессия ослабила экономику Соединенных Штатов и Европы. В результате, множество американских компаний видело в Советском Союзе перспективный экспортный рынок и искало коммерческие связи с СССР.
В 1930 году на заводе «Авиаработник» ( ГАЗ-39) было организовано ЦКБ (центральное конструкторское бюро). К осени 1931 года над разными проектами в нём работало приблизительно 500 человек. Однако из-за неопытности, слишком большой рабочей нагрузки и других факторов, надежды Сталина на быструю разработку новых конструкций самолетов не были реализованы. В результате, в 1932 году ЦКБ был реорганизован. Система централизованного планирования, заменялась системой отдельных проектных групп – бригад, которые имели собственную специализацию по различным типам самолётов. Руководителем ЦКБ был назначен Ильюшин. Поликарпов руководил вновь сформированной «второй бригадой» специализировавшейся на проектировании истребителей.