Экспериментальные И-152
Единственный И-152ТК, был построен в конце 1939 года. Это была попытка повысить высотные характеристики оригинального И- 152. Этот самолет был оборудован двумя турбокомпрессорами ТК-3, но из-за возросшего на 140 кг веса, его характеристики оказались неудовлетворительными, и проект был закрыт.
Кроме турбокомпрессоров И-152ТК имел и другие незначительные изменения. Так как вооружение на нем не устанавливалось, то отсутствовали и удлинительные трубы стволов пулеметов в передней части капота. Также был удален воздухозаборник на верхней части капота двигателя. Кок винта имел более коническую форму, чем на серийных И-152.
Большие выхлопные патрубки на бортах фюзеляжа были удалены, и можно сказать заменены турбокомпрессорами ТК-3, установленными с обоих сторон капота двигателя. С нижнего крыла были сняты бомбодержатели, на элеронах верхнего крыла установлены триммеры.
И-152ДМ (дополнительная моторная установка) был оснащен парой прямоточных воздушно-реактивных двигателей ДИМ-2 подвешенных под нижним крылом. Этот прямоточный воздушно-реактивный двигатель, был разработан И. А. Меркуловым, имел диаметр 40 см, длину 1,5 м и вес 19 кг. Летные испытания, начатые в декабре 1939 года, продолжались до июня 1940 года. За этот период летчик П. Логинов выполнил, пятьдесят четыре испытательных полета. Запуск ДИМ-2 увеличивал максимальную скорость на 18-20 км/час. Однако когда ДИМ-2 не работали, из-за их значительного аэродинамического сопротивления, скорость самолета и другие летные характеристики существенно снижались.
Один из лыжных И-152, испытывался с дополнительным топливным баком ПТБ, подвешенным по продольной оси фюзеляжа, между основными стойками шасси. Эта модификация далее не развивалась и серийные И-152 не имели узла подвески для подфюзеляжного бака.
В середине 1937 года, на Горьковском авиазаводе №21 была выпущена малая серия двухместных И-152 – ДИТ-2 (двухместный тренировочный истребитель). Вторая кабина для курсанта была размещена прямо перед старой пилотской кабиной. Запас топлива был сокращен из-за размещения дополнительной кабины. Самолет сохранил такую же длину как и обычный серийный истребитель.
В то время как серийные И-152 имели двигатель М-25В, на ДИТ-2 устанавливался двигатель М-25А мощностью 715 л.с. Стандартный И-152 имел в передней части капота регулируемые заслонки жалюзи, тогда как ДИТ-2 получил вместо них перед мотором М-25 большой, нерегулируемый воздухозаборник.
Летные характеристики ДИТ-2, в результате увеличения веса от установки второй кабины и снижения мощности двигателя ухудшились. Максимальный потолок составлял около 600 метров, меньше чем у стандартного И-152, а максимальная скорость – 362 км/час.
Вооружение было сокращено до двух пулеметов ИВ-1, демонтированы и подкрыльевые бомбодержатели, тем не менее, полная масса самолета, увеличилась на 52 кг, по сравнению с серийным И-152.
Прототип ЦКБ-3тер
Еще на раннем этапе гражданской войны в Испании пилоты, летавшие на истребителях-монопланах И-16, столкнулись с большими трудностями при борьбе в ближнем бою с чрезвычайно маневренными истребителями-бипланами Fiat CR.32. Пилоты итальянских истребителей использовали классическую тактику ближнего маневренного боя (так называемый «dogfight»), что ставило скоростные И-16 в невыгодное положение.
К тому же влиятельные группы в самих советских военно-воздушных силах тормозили радикальные перемены в тактике боевого применения истребителей, вытекающие из опыта использования моноплана И- 16 в Испании, и требовали продолжения разработки истребителей-бипланов.
Вопрос о том разработка какого истребителя будет проводиться в будущем стал темой обсуждения на заседании ЦК ВКП(б) на которое были приглашены представители ВВС, а также руководство авиационной промышленности. Значение этой встречи характеризуется тем фактом, что Сталин лично осуществлял контроль над дискуссией. В результате этой встречи была решено, что разработка истребителей-бипланов будет продолжена.
Главный упор в этой работе должен был быть сделан на улучшение аэродинамики биплана, для повышения его скорости, в то же время сохранения высокой маневренности. Чтобы уменьшить лобовое сопротивление, на следующем поколении поликарповских истребителей-бипланов было снова введено верхнее крыло типа «чайка». Конструкцию самолета разрабатывали А.Щербаков и А.Караев, под руководством самого Поликарпова. Проект был окончен и прошел официальную апробацию 11 октября 1937 года.
Первый прототип нового биплана, обозначенный как ЦКБ-3тер, имел крыло типа «чайка» как и на ранних И-15, но также обладал и целым рядом характерных черт И- 152. Конструкция фюзеляжа была в основном сохранена такой же, как и на И-15, хотя она была усилена и изменена в некоторых деталях. Крылья имели деревянную конструкцию с полотняной обшивкой, элероны верхнего крыла имели металлическую обшивку и оснащались триммерами.
Ферма фюзеляжа изготавливалась из тонкостенных хромансилевых (сталь ЗОХГСА) труб и деталей из легких сплавов. Передняя часть фюзеляжа была прикрыта металлическими панелями, в то время как хвостовая часть фюзеляжа (за кабиной пилота) обшита авиационным полотном. Хвостовое оперение имело металлическую раму, и было обшито полотном, руль направления был оборудован триммером. У прототипа самолета в гаргроте, позади кабины пилота, располагался агрегатный отсек.
Наиболее радикальным отличием нового истребителя стало его шасси. Прототип получил основные стойки шасси, убирающееся в полете. При уборке стойки шасси поворачивались на 90 градусов и складывались назад в ниши центроплана (ниши шасси закрывались подвижными створками).
Шасси убиралось при помощи цепной передачи, приводящейся в движение рукояткой в кабине пилота. В то время как П-15 и И-152 были оборудованы хвостовым костылем с небольшой лыжей, новая машина имела, неубирающееся хвостовое колесо.
Конфигурация выхлопа на прототипе была аналогична И-15 – с пятью небольшими выхлопными патрубками, число отверстий жалюзи для поступления охлаждающего воздуха было уменьшено и изменена форма воздухозаборника выступающего над капотом.
Первый опытный ЦКБ-3тер был оборудован звездообразным двигателем М- 25В, и воздушным винтом В-25, имеющим большой конический кок, позаимствованный от И-152. На прототипе не устанавливались жалюзи, которые стали стадартным узлом на серийных машинах.
Два опытных и все предсерийные И- 153 были оборудованы новым, разработанным в СССР, воздушным винтом изменяемого шага АВ-1 с цельнометаллическими лопастями и коком значительно меньших размеров. Тогда как шаг воздушного винта В-25 мог устанавливаться только на земле, шаг винта АВ-1 мог изменяться в полете при помощи гидропривода управляемого из кабины пилота. Воздушный винт АВ-1 может быть идентифицирован по двум круглым противовесам, установленным на передней стороне втулки воздушного винта.
Вооружение прототипа отличалось от принятого ранее для И-15 и И-152 – пулеметы ПВ-1 были заменены пулеметами ШКАС, калибра 7,62 мм. Пулемет ШКАС имел темп стрельбы 1800 выстрелов в минуту и был разработан специально для применения на самолетах. Первоначальный вариант установки вооружения на трех прототипах вызвал ряд проблем во время испытаний, и решением этой проблемы занимался А.Микоян, в то время еще молодой конструктор.
Первый из трех прототипов покинул сборочный цех в октябре 1938 года. После завершения заводских испытаний он был передан в НИИ ВВС. В ходе проходивших испытаний, один из прототипов потерпел аварию, и расследование ее причин показало, что она была связана с перегреванием двигателя, приведшего к его поломке. Эта проблема также была решена Микояном, который в тот период работал в КБ Поликарпова.
Тогда как все серийные И-152 оснащались прицелом ОП-1, ЦКБ-3тер, и все серийные И-153 получили более совершенный прицел ПАК-1 (прицел авиационный коллиматорный), который был, фактически, копией французского прицела «Clair». После успешных испытаний, ЦКБ-3тер был рекомендован для серийного производства под обозначением И-153.
Поликарпов И-153
Весной 1939 года, первые серийные экземпляры нового истребителя, получившего обозначение И-153, начали покидать сборочные цеха авиазаводов № 1 и №156.
В ходе испытания машин первой серии в НИИ ВВС они продемонстрировали следующие летные характеристики: скорость 368 км/час на уровне моря и 424 км/час на высоте 3500 м. Это было приблизительно на 41- 45 км/час больше чем у более ранних И-152 и на 20- 30 км/час ниже, чем у истребителя-моноплана И-16. Новый И-153 совершал полный разворот за 11-12 секунд, достигал высоты 5000 м за 6,5 минут, и имел потолок 8700 м.
Опытные ЦКБ-3тер отличались от ранних серийных И-153 рядом деталей. С левой стороны в нижней части капота (над нишей колеса основной стойки шасси) был добавлен еще один выхлопной патрубок. Три опытных самолета и некоторые предсерийные И-153 имели по одному бомбодержателю под каждым нижним крылом, тогда как серийные И-153 имели по два бомбодержателя под каждым крылом. Если опытные ЦКБ-3тер имели один выхлопной патрубок в нижней части капота, то серийные И- 153 имели здесь же два патрубка. Ранние серийные машины имели небольшой кок воздушного винта, в то время как на большинстве серийных вариантов кок отсутствовал.
На наиболее ранних серийных вариантах самолета была предусмотрена возможность установки радиостанции РСИ-3 с антенной мачтой расположенной на внутренней панели правого верхнего крыла, и небольшим узлом крепления, установленным на кончике стабилизатора. Часто, только командирские И-153 оборудовались, и передатчиком и приемником, тогда как остальные самолеты имели только приемники или вообще не имели никакого радиооборудования.
Первые партии самолетов оснащались двигателями М-25В, мощностью 775 л.с., позднее на И-153 стал устанавливаться более мощный (1 000 л.с.) двигательМ-62. Двигатель М-62 являлся советской копией американского авиационного двигателя Wright- Cyclone R-1820 G-5. Если мотор М-25В имел односкоростной нагнетатель, то М-62 оснащался уже двухскоростным нагнетателем, и благодаря этому имел лучшие высотные характеристики. Использование двигательной установки на базе М-62 привело к увеличению массы самолета примерно на 50 кг. Сухой вес мотора М-25В равнялся 459 кг, тогда как мотор М-62 весил 506 кг. Большинство И-153 имели переднюю панель капота с жалюзи охлаждения, но иногда в боевой обстановке жалюзи демонтировались, чтобы улучшиться охлаждение двигателя.