Проблемы с уборкой шасси на И-16 первых вариантов заставили конструкторов уделить максимум внимания именно шасси. На самолете ЦКБ-29 с высотным двигателем Райт «Циклон» F54 предусмотрели использование пневматического механизма уборки/ выпуска шасси. Расчеты показывали возможность достижения скорости 485 км/ч на высоте 5000 м, однако вновь проект развития не получил. В начале 1936 г. на заводе № 39 резко осложнилось положение Поликарпова и его подчиненных. В мае Поликарпов получил назначение на должность главного инженера нового завода № 84, и в то же время продолжал отвечать за производственные вопросы на заводе № 21. Его КБ фактически разделилось между двумя заводами, из-за неясного будущего люди начали искать другую работу. Заместитель Поликарпова, Константин Таиров, который в период проектирования и запуска в серию истребителя И-16 являлся правой рукой шефа, ушел в Киев на завод № 43. Между тем события в Испании, связанные с появлением Bf.109, и серия аварий истребителей И-16 еще более усугубили положение Николая Николаевича. Многочисленные аварии и происшествия происходили не только в СССР, но и в Испании. Так, на самолетах И-16 тип 5 на крутых виражах отмечались случаи срыва законцовок крыла. На морозе нередко ломались рычаги секторов газа, текли топливные баки. В середине 1937 г. поиск причин подобных происшествий чаще всего выливался в поиск врагов народа. На выявление истинных причины были брошены лучшие умы КБ. Как оказалась причины на самом деле были близки к вредительству — некачественный материал ряда деталей и производственные дефекты.
Специальным приказом по заводу № 81 вводилось производство крыльев усиленной конструкции. В 1937 г. были пересмотрены нормы прочности, из-за чего потребовалось пересмотреть результаты статических испытаний 1934 г. и даже провести новые испытания на прочность. Подобные работы отнимали у Поликарпова массу времени и сил. Удивительно когда он успевал еще и работать над новыми проектами. В этот период появились многоцелевой ударный самолет «Иванов», многоместный пушечный истребитель МПИ-1.
Поликарпов не забывал о необходимости проектирования нового истребителя, предназначенного для замены И-16. В 1937 г. Поликарпов получил назначение главным инженером завода № 156. Именно на этом заводе развернулись работы по созданию перспективной машины. В начале 1938 г. проект И-180, носивший на себе отпечаток ЦКБ-25, был в целом готов. Лицензионный выпуск двигателей Гном-Рон налаживался в Запорожье на моторостроительном заводе № 29. Непосредственным развитием французского движка стал мотор М-88 мощностью 1100 л.с. Истребитель с таким мотором мог стать достойным приемником И-16 и мог развивать скорость в 600 км/ч.
Конструктивно И-180 являлся логическим развитием И-16, его освоение в массовом производстве не вызывало особых трудностей. Самолет с нетерпением ждали в войсках, поэтому правительство настоятельно рекомендовало Поликарпову начать серийное производство истребителей еще до конца 1938 г. Рекомендации были сугубо волюнтаристскими, довести и запустить в серию новый самолет — дело весьма фантастичное. Серия ошибок в планировании производства наряду с гибелью на И-180 Чкалова, Сузи и Степанчонка, поставила крест на многообещающем самолете.
Первый полет И-180 состоялся 15 декабря 1938 г. Поднимал его в воздух Валерий Павлович Чкалов. Полет окончился трагической гибелью национального героя. 5 сентября 1939 г. на втором прототипе разбился летчик-испытатель Томас Сузи. 26 мая 1940 перевернулся на посадке и едва не погиб опытнейший летчик-испытатель, герой Китая Степан Супрун. Летчику-испытателю НИИ ВВС Афанасию Прошакову 5 июля того же года пришлось покинуть с парашютом И-180 после попадания в перевернутый штопор.
Такие случаи не могли пройти бесследно — под удар попал сам Н.Н. Поликарпов, а не только самолет И-180. «Короля истребителей» переводили с одного завода на другой, банально подсиживали завистники, не давали ходу проектам — проще говоря «зажимали». В 1939 г. Поликарпов вместе с помощниками приступил к проектированию истребителя под двигатель жидкостного охлаждения АМ-37.
Проект нового высотного истребителя получил шифр И-200(К). Осенью 1939 г. проект находился в завершающей стадии. В октябре Поликарпова в составе делегации советских специалистов направили в Германию для знакомства с авиационной промышленностью. В отсутствие Поликарпова из его КБ выделилась новая организация — ОКО. В ОКО ушли многие специалисты, прихватив с собой проект И-200. Возглавил ОКО молодой представитель ВВС на заводе — некто Артем Микоян, брат сталинского наркома Анастаса Микояна. Правой рукой Микояна младшего стал опытнейший конструктор Михаил Гуревич. Истребитель И-200 получил всемирное признание под маркой МиГ-3.
Из Германии Поликарпов вернулся к разбитому корыту. Ситуация сложилась ужасная, но «король истребителей» руки не опустил.
Поликарпов сумел добиться разрешения продолжать работу с остатками своего КБ на заводе № 51. Фактически такого завода не существовало вообще. Имелся ангар на Ходынке на котором красовалась вывеска «Завод № 51 Наркомата авиационной промышленности». В этом ангаре, не взирая на удары судьбы, под руководством Поликарпова были спроектированы несколько истребителей. Эти машины вполне могли стать венцом творчества одного из самых выдающихся авиационных конструкторов XX века. Но не стали, отнюдь не по вине Поликарпова. В начале 1940 г. Николай Николаевич приступил к проектированию истребителя И-185. по своим характеристикам и вооружению самолет превосходил все другие советские истребители периода Великой Отечественной войны. Он был готов к запуску в серийное производство в 1942 г., но в массовое производство так и не пошел по причинам, далеким от техники.
Разработка и модификации
Параллельно с проектированием новых типов истребителей в Москве, на заводе № 21 в Горьком со второй половины 1936 г. широким фронтом развернулись работы по совершенствованию самолета И-16. Одной из приоритетных задач завода являлась разработка и серийное производство двухместного учебно-тренировочного истребителя. Первую такую машину сделали здесь в 1934 г. на базе биплана И-5; самолет получил заводской номер 6211 — «изделие 6» производства завода № 21 первый экземпляр. Летные испытания с 5 по 8 августа 1934 г. проводил летчик Павлушев. В серийное производства спарку не передавали, так как выпуск истребителей-бипланов И-5 завершался. Конструкторское бюро завода занялось разработкой двухместного варианта И-16.Первый двухместный УТИ-2 (заводской номер 8211) совершил первый полет в мае 1935 г. Оба летчика имели общий фонарь кабины. Всего изготовили два прототипа. В серию пошел несколько измененный вариант УТИ-2 тип 14. Самолет имел неубираемые шасси и две открытые кабины с небольшими прозрачными ветрозащитными козырьками. Дальнейшим развитием стал учебно-тренировочный истребитель с убираемым шасси и двигателем М-26. Модификация получила обозначение УТИ-4 тип 15. Многие самолеты комплектовали моторами М-25 когда последние имелись в наличии.
Еще один вариант учебно-тренировочного истребителя, УТИ-3 зав.№ 111211, проходил испытания в 1935 г. Самолет оснащался двигателем М-58. Машина нравилась Чкалову гораздо больше, чем УТИ-2. Несмотря на хорошие характеристики по сравнению с самолетом И-5, УТИ-3 серийно не строился из-за нежелания увеличивать разнотипность двигателей в истребительных полках и авиационных училищах.
В конце 1935 г. на заводе № 21 был подготовлен проект самолета И-161, вооруженного четырьмя пулеметами ШКАС и четырьмя бомбами массой до 20 кг каждая. Рассматривался также пушечный вариант самолета, которые в серии должен был получить обозначение «тип 12».
В 1936-37 г.г. завод изготовил несколько опытных истребителей, имевших обозначения от И-161 до И-166.
И-163-1
Построен в 1937 г., масса облегченного самолета составляла 1600 кг. Самолет оборудовался посадочными щитками по типу используемых на И-16 тип 5. Среди других отличий от базового варианта: новый механизм уборки шасси, новое хвостовое оперение, наличие радиостанции. С 1 апреля до конца 1937 г. прототип выполнил примерно 1000 полетов. В серийное производство И-161 не передавался, но в развитии семейства самолетов И-16 данная модификация сыграла заметную роль.
И-163-2
Самолет оснащался гидропневматическим механизмом уборки/выпуска шасси и посадочными щитками большей площади. До стадии летных испытаний доведен не был.
И-164-1
Известен также как И-16с, «с» — сопровождения. Это была первая модификация истребителя И-16 с двигателем М-25В и возможностью подвески под плоскостями крыла по одному дополнительному топливному баку. Из-за низкого качества изготовления самолет несколько раз переделывали. Испытания удалось завершить только в 1938 г., летал Томас Сузи. Имея запас топлива 500 кг, истребитель мог пролететь 2000 км.
И-165 (И-16бис)
Как на И-164-1. на И-165 была предусмотрена подвеска под крылом дополнительных топливных баков. Самолет отличался измененной формой фюзеляжа и наличием гидропневматического механизма уборки/выпуска шасси. Было изготовлено два экземпляра, оснащенных двигателями М-62. Плохое качество изготовления прототипов не позволило провести летные испытания в полном объеме. Многие детали делались «на глазок», без чертежей.
И-166
Облегченный до 1383 кг вариант истребителя И-16 с двигателем М-25В. Разработан с учетом опыта боев в Испании. Главное отличие — капот НАСА с «юбкой». Прототип испытывал Томас Сузи. Помимо прототипа, массу планера в экспериментальных целях снизили еще на нескольких истребителях.
Несколько И-16 оснастили колесами с дисками из сплава «Электрон» и облегченными пневматиками, а также капотами по типу используемых на самолете И-152 с индивидуальными выхлопными патрубками цилиндров. Доработки позволили облегчить конструкцию на 230 кг, однако ни одно из нововведений не внедрили на серийных машинах, исключая небольшое количество самолетов, предназначенных для пилотажных групп. Взлетная масса облегченных самолетов составляла 1490–1500 кг. Самолеты «Красной пятерки» не имели ряда приборов и вооружения. Эти машины выполняли полный вираж за 12,3 с, в то время как обычный И-16 — за 15 с. Исследования по снижению массы истребителя завершились в конце 1937 г.
Опытные самолеты не пошли в серию. Первой после типа 5 массовой моделью И-1 бегал вариант, вооруженный пушками. В апреле 1936 г. Поликарпов предложил проект И-16, вооруженного двумя пушками. Самолет получил обозначение И-16П (ЦКБ-12П). он стал последней конструкцией, созданный под эгидой ЦАГИ на заводе № 39. Вооружение И-16П состояла из установленных в крыле двух пушек ШВАК и двух пулеметов ШКАС. Пушки монтировались в центроплане, там где ранее устанавливались пулеметы, а пулеметы теперь ставились во внешних частях плоскостей крыла.
Испытания истребителя И-15П начались в сентябре 1936 г., а в 1937 г. самолет был запущен в серийное производство на заводе № 1 под обозначением И-16 тип 12.
С запуском в серию оснащенного двигателем М-25В и двумя синхронными пулеметами самолета И-16 тип 10 был пересмотрен состав вооружения на И-16П. Вариант с двигателем М-25 и двумя синхронными пулеметами получил обозначение И-16 тип 17; машины этой модификации в Испании прошли испытания в боевых условиях. Государственные испытания И-16 тип 17 завершились в Щелково в феврале 1939 г. В ходе испытаний отработали убирающееся лыжное шасси. Разработка лыжного шасси, не увеличивающего значительно лобового сопротивления самолета в полете оказалось довольно сложно проблемой, работу по созданию такого шасси для И-16 начались зимой 1935–1936 г.г.
Лыжное шасси было установлено на истребитель И-16 постройки завода № 39 с двигателем М-22 в феврале 1939 г. Чтобы в убранном положении лыжи не выступали за обводы фюзеляжа в нижней части капота двигателя оборудовали специальные ниши. Испытания шасси проводились на самолетах с заводскими номерами 123904 и 123906. Механизм выпуска/уборки лыж работал надежно, но в серию его внедрять не стали. Истребители в строевых частях летали с лыжами и выпущенным шасси еще целых две зимы, хотя проблема была разрешена в 1938 г. Интересно, что И-16 постройки второй половины 1938 г. в капотах двигателей имелись ниши под лыжи.
Назревшая проблема увеличения мощности двигателя была преодолена в начале 1939 г. путем замены мотора М-25 на М-62 мощностью 830 л.с. Истребители с двигателями М-62 получили обозначение И-16 тип 18. Прежде чем началось их серийное производство, самолет успел принять боевое крещение.
Серийный выпуск истребителей И-16 на заводе № 21:
Тип 5 — 169
Тип 10 — 508
Тип 12 — 12
Тип 17 — 27
Тип 15 — 352 (УТИ-4)
Тяжелый 1939 год
В начале 1939 г. японская экспансия в Китае достигла границы с Монголией. Товарищ Сталин заявил: «Мы будем защищать территорию Монголии, как свою собственную». На протяжении 1939 г. советские и японские войска концентрировались в районе реки Халхин-Гол и озера Буйнур. ВВС РККА в этом районе были представлены смешанным авиаполком, вооруженным самолетами СБ-2 и Р-5, а также 70-м истребительным авиаполком, на вооружении которого имелось 38 истребителей бипланов И-15.
В период с 22 по 26 мая в Тамацк-Булак перебазировался вооруженный самолетами И-15 и И-16 22-й истребительный авиаполк. Немногим ранее этот полк перебросили на Дальний Восток из-под Брянска. Командный состав полка сильно пострадал от репрессий. Большинству офицеров полка, включая всех командиров эскадрилий, пришлось совершить вынужденную «посадку». Подчиненным «врагов народа» на деле следовало доказать свою верность светлому делу Маркса-Ленина-Сталина, но ослабленный полк оказался небоеспособным, что выяснилось уже при первой встрече с японцами. 27 мая восемь И-16 из 1-й эскадрильи 22-го полка сошлись в бою с японскими истребителями «тип 97». Четыре И-16 на аэродром не вернулись по официальной версии из-за отказов двигателей, еще два перевернулись на посадке. Двое летчиков погибло. На следующий день на боевое задание ушли И-15 из 4-й эскадрильи, домой не вернулся ни один самолет! Москва отреагировала немедленно: 29 мая с Центрального аэродрома взлетели три камуфлированных Дугласа, борту которых находились опытные летчики-истребители во главе с заместителем командующего ВВС РККА Яковом Смушкевичем. Поездом на Дальний Восток отправили еще одну группу асов — ветеранов воздушных боев в Испании и Китае. На Халхин-Голе назревала настоящая воздушная война, равной которой еще не было в истории авиации.
Крупнейший воздушный бой состоялся 22 июня 1939 г. В нем принимали участие примерно 120 японских самолетов и 95 советских истребителей. Сражение развернулось на высоте 2000–4000 м и длилось два с половиной часа. Бой завершился триумфом советских летчиков: из 42 сбитых в схватке самолетов 31 был японским!
На следующий день произошло еще несколько крупных воздушных боев, в которых потери понесли обе стороны. Противники в пропагандистских целях сильно занижали потери собственные и, наоборот, завышали потери другой стороны. Спустя несколько десятилетий установить истинную картину вряд ли удастся. Наземное сражение завершилось в августе блистательным окружением японской группировки. Операцию разработал и провел малоизвестный тогда комбриг Жуков. Бои в воздухе продолжались до 15 сентября. Результаты боев удовлетворили командование ВВС РККА.
В небе Монголии впервые в истории мировой авиации советские летчики применили ракеты класса воздух-воздух. 20 августа 1933 г. пятерка И-16 над Хамар-Дабой атаковала реактивными снарядами РС-82 группу японских бомбардировщиков, которые прикрывали истребители «тип 97». Результаты атаки оказались более чем впечатляющими: два японских истребителя сбито, строй остальных самолетов полностью развален, бомбардировщики спешно освободились от груза и повернули на обратный курс.
Группой оснащенных реактивным оружием истребителей И-16 командовал капитан Звонарев. Звонарев входил в группу летчиков-испытателей Томаса Сузи, которая отрабатывала на самолетах динамореактивные пушки Курчевского. Испытания проходили в окрестностях Плещеева озера, в 200 км севернее Москвы. Летчики Звонарева в период с 20 августа по 15 сентября совершили 85 боевых вылетов и сбили 13 японских самолетов. Противник проявил огромный интерес к «удивительному оружию», но разжиться образцами ракет японцам так и не удалось — оставалось лишь изучать обломки сбитых ракетами собственных самолетов. Путем логических заключений японцы пришли к выводу, что русским удалось каким-то образом примостить на самолет артиллерийское орудие калибра 76 мм.
Конфликт в Монголии стал последней войной, в которой И-16 считался современным истребителем. Его оппонентами здесь выступали японские истребители «тип 96» и «тип 97». Эти машины несколько уступали И-16 в горизонтальном и вертикальном маневре, боевой живучести, но в целом являлись достойными противниками, сравнимыми по характеристикам. Тем не менее, русских очень интересовали японские истребители, поэтому с самого начала конфликта развернулась охота за трофеями, в первую очередь — за «типом 97». Пара И-16 сумела однажды заставить совершить вынужденную посадку один японский истребитель. Самолет доставили в Москву для изучения.
В мае 1939 г. в Монголии насчитывалось 76 истребителей И-16, главным образом И-16 тип 5. К августу количество «ишачков» возросло до двух сотен, причем теперь основу составляли самолеты модификаций тип 10 и тип 17. Всего же в конфликте приняло участие 311 истребителей И-16 всех типов.
Во второй половине лета на Халхин-Голе появились первые И-16 с двигателями М-62, позже получившие известность как И-16 тип 18. Конструкция самолета допускала замену двигателей М-25 на М-62 практически без доработок, так как диаметр нового мотора был всего на 10 мм больше, чем у предшественника, а узлы крепления к мотораме вообще остались без изменений. Мотор М-62 имел большую, чем М-25 мощность и лучшие характеристики на малых высотах.
Когда на фронте появились оснащенные двигателями М-62 истребители И-153 «Чайка», техники предложили поставить такие же моторы на И-16. Командование ВВС отреагировало быстро: в одном из подмосковных полков переоснащение прошли три истребителя. Такие же работы начались на заводе № 21.
Примерно 134 ранее выпущенных И-16, переоборудованных двигателями М-62, было доставлено в Монголию. Следующим шагом стала установка на истребитель И-16 еще более мощного двигателя М-63. В заключительных боях над Халхин-Голом успели принять участие истребители И-16 тип 18 и тип 24 постройки завода № 21. Часть самолетов была оснащена двигателями М-62, часть — М-63, некоторые имели вооружение из четырех пулеметов. Часть машин комплектовалось воздушными винтами изменяемого шага.
Еще до окончания конфликта в Монголии, несколько истребительных подразделений перебросили с Халхин-Гола в Белоруссию, поближе к польской границе. 17 сентября Красная Армия выступила в освободительный поход, целью которого являлась присоединение к СССР западных районов Украины и Белоруссии. Польская армия оказала лишь символическое сопротивление. Летчики И-16, как не старались, не сумели одержать ни одной победы в воздушных боях — воздушных боев как-то не случилось. В красный день календаря 7 ноября 1939 г. над Красной площадью прошли две пятерки И-16 во главе с летчиками-асами Кравченко и Лакеевым. Маленький истребитель находился на пике своей популярности. Зимняя война с Финляндией притушила славу самолета И-16 в частности и ореол непобедимости Красной Армии в целом.
Очень суровая зима 1939-40 г.г. сильно осложняла работу летчиков, находившихся в открытых кабинах. Пилоты рассказывали, что в отдельных случаях они летали на пределе человеческих возможностей. Ручной привод уборки шасси и летом доставлял массу неудобств и требовал недюжинных физических усилий, что уж говорить о зиме…Нередко опоры шасси зависали в промежуточном положении — у пилотов просто не хватало сил докрутить штурвальчик, к тому же трос часто смерзался. В период Зимней войны на истребителях И-16 впервые массово использовались одноразовые дополнительные топливные баки. Баки проходили испытания в марте-апреле 1939 г., их первые образцы емкостью 100 л подвешивались под фюзеляжем и имели цилиндрическую форму. Результаты испытаний оказались неудовлетворительными: неудачная форма и место крепления сильно сдвигали назад центровку самолета и без того обладавшего ограниченным запасом устойчивости по тангажу. Положение исправилось после изготовления подкрыльевых баков, схожих с дополнительными баками японского истребителя «тип 97». Такие баки испытывались в июне-июле 1939 г. на И-16 с заводским номером 1021681. Эффект на сей раз был сугубо положительным. Самолет даже получил обозначение «тип 20» и был рекомендован для использования в качестве истребителя сопровождения. С подвешенными баками емкостью по 93 л истребитель сохранял возможность пикировать с углами 60 град., крутить виражи с креном до 80 град., но максимальная скорость снизилась на 21 км/ч.
До конца 1939 г. завод № 21 изготовил примерно 80 истребителей И-16, которые можно было оснастить дополнительными топливными баками. Начиная с января 1940 г. в строевых частях ВВС развернулась работа по доработке под монтаж дополнительных топливных баков на весь парк самолетов И-16. Каждый новый вышедший с завода истребитель комплектовался шестью одноразовыми дополнительными топливными баками. До 1 апреля 1940 г. промышленность передала ВВС порядка 1000 одноразовых баков.
Начиная с 1938 г. широким фронтом велись работы по созданию протектированных топливных баков. Наилучшие результаты давало покрытие из вулканизированной резины толщиной 2,5 мм в комбинации с 2,5-мм слоем обычной резины. В 1939 г. истребители И-16 получили протектированные топливные баки.
После того как эффективность реактивных снарядов РС-82 была проверена в бою, начались работы по внедрению пусковых установок PC на серийные истребители. До конца 1939 г. завод сдал 31 самолет, оснащенный пусковыми установками реактивного оружия.
В течение четвертого квартала 1939 г. завод № 21 перешел на выпуск истребителей И-16 с двигателями М-62 и М-63. Пулеметные машины тип 10 сменили самолеты И-16 тип 18 и тип 24, пушечные тип 17 — самолеты И-16 тип 27 и тип 28.