Во второй половине 1930-х гг. командование ВВС РККА все чаще стало указывать на отставание отечественной авиатехники. Эти тревожные доклады усугублялись сведениями о создании за рубежом новых боевых самолетов, среди которых ярко выделялись истребители Supermarine Spitfire и Messerschmitt Bf 109. С последним советские летчики встретились в Испании, и знакомство оказалось безрадостным. Особенно много претензий набралось в адрес истребителя И-16 конструкции Н.Н. Поликарпова, который в то время был основным «поставщиком» самолетов для отечественной фронтовой авиации. Это не могло не волновать «короля истребителей», и он непрерывно совершенствовал И-16, параллельно работая на перспективу. В 1934 г. вышли на испытания маневренный биплан И-152 и скоростной моноплан И-17, в августе 1938 г. – бипланы с убираемым шасси И-153, И-190, а также моноплан И-180, в котором Николай Николаевич видел преемника И-16.
Истребители проектировали также ОКБ А.Н. Туполева, С.В. Ильюшина, В.П. Яценко, но для них это были непрофильные темы. Поликарпов не справлялся с огромным валом работ, хотя получил значительную долю мощностей крупнейшего опытного завода № 156 и часть конструкторов, ранее работавших под началом Туполева. В Наркомат авиапромышленности (НКАП), ЦК партии и «компетентные органы» сыпались жалобы на то, что выявленные дефекты опытных самолетов он не устраняет вовремя, а его новые машины опасны для летчиков. Среди «жалобщиков» оказался и командующий ВВС Рычагов. К сожалению, обоснованность претензий подтверждал ряд катастроф, самой громкой из которых стала гибельна И-180 любимца советского народа Валерия Чкалова.
Самолеты, их моторы, вооружение и оборудование становились все сложнее, внедрялись новые материалы и технологии, росли скорости и высоты. Резко выросла трудоемкость проектирования, постройки и испытаний авиатехники. И на всех этих этапах повышалась нагрузка на главного конструктора, который уже не успевал руководить созданием такого числа новых изделий. Правительство СССР, ЦК ВКП(б) и лично Сталин инициировали разукрупнение КБ авиапрома и формирование новых. Этот процесс пришелся на время, когда многие сотрудники ЦАГИ и других организаций НКАП были арестованы. Из них сформировали печально известные «шараги», в т.ч. так называемое ЦКБ-29, отдел № 110. которого возглавил бывший зам Поликарпова Д.Л. Томашевич, пострадавший после гибели Чкалова. Ему поручили делать высотный истребитель.
Такая «реорганизация» в комментариях не нуждается, но необходимость создания новых ОКБ все же была. К 1939 г. в ОКБ Поликарпова работало больше конструкторов и руководителей среднего звена, чем во всех других КБ НКАП вместе взятых. Надо было не только снизить его загрузку, но и дать дорогу молодым, создать среду для соревнования идей. В 1938 г. было образовано КБ А.А. Боровкова и И.Ф. Флорова, поручено создание тяжелого истребителя «гражданскому» КБ B.К. Таирова. В 1939 г. получили заказы на истребители коллективы А.С. Москалева, А.В. Сильванского, П.О. Сухого, C.А. Лавочкина – М.И. Гудкова – В.П. Горбунова и общественное КБ Военно-воздушной академии, началось проектирование «складного истребителя» под руководством В.В. Никитина. В 1940 г. переделал в перехватчик свой экспериментальный самолет СК конструктор М.Р. Бисноват, представил проект «ИВС» А.Я. Щербаков, начал строить истребитель И-26 А.С. Яковлев.
В начале 1939 г. Поликарпов взялся еще за несколько проектов, и среди них был самолет «К» (И-61), предназначенный для перехвата бомбардировщиков на средних и больших высотах. Поскольку основной состав КБ, недавно переведенный на московский завод № 1, был занят выпуском рабочей документации по И-180, первые расчеты, общий вид и компоновку выполнили сам Поликарпов и начальник серийного конструкторского отдела завода № 1 по выпуску И-153 М.Н. Тетивкин с несколькими помощниками. В августе Н.И. Андрианов начал эскизное проектирование, в котором участвовали А.Г. Брунов, М.И. Гуревич, А.Т. Карев, Н.З. Матюк, Я.И. Селецкий и др. К тому времени уже начались летные испытания истребителя И-28 Яценко, другие самолеты строились. Надо было спешить, и не только, чтобы опередить «конкурентов» – в воздухе пахло новой войной.
Проект И-61 сочетал проверенные практикой решения и новые идеи. Конструкция осталась смешанной, а все металлические детали изготавливались из стандартных полуфабрикатов с минимальным использованием фрезерного и штамповочного оборудования. Центроплан был дюралевым, но консоли изготавливались из дельтадревесины и березовой фанеры, как и хвостовая часть с оперением. Это гарантировало быстрое освоение самолета в производстве, но И-61 оказался тяжелее и И-180, и И-26 Яковлева, и немецкого Bf 109Е-1, и английского «Спитфайра». Из новых советских истребителей лишь И-301 Лавочкина имел похожие весовые показатели.
Как и у других самолетов Поликарпова, зона наибольших строительных высот фюзеляжа И-61 была сдвинута за середину длины, что оттягивало начало срыва потока и снижало сопротивление формы. Но теперь Поликарпов стремился учесть еще одно обстоятельство: на скоростях порядка 700 км/ч начинала сказываться сжимаемость воздуха, и резко росло сопротивление – возникал волновой кризис. Было известно, что уменьшить влияние «волн Маха» можно, придав носкам крыла, оперения и фюзеляжа заостренную форму и сместив их максимальные высоты к середине хорды. Поликарпов намеревался использовать мотор водяного охлаждения, а кроме того, новые американские аэродинамические профили NACA-2011, но они в СССР пока не были проверены, и временно взяли профиль Klark-YH,апробированный на И-153.
Пропорции И-61 вполне отвечали мировым тенденциям. Самолет имел большую боевую нагрузку на крыло – 150 кг/м
По заданию, перехватчик рассчитывался на высоты свыше 8000 м, т.к. имелись сведения, что там будет летать новая модификация английского бомбардировщика «Веллингтон». Однако Поликарпов считал, что И-61 должен развивать наибольшую скорость на 6000 м, ориентируясь прежде всего на характеристики немецких Ju 88А и Не 111Р/Н.
Ключевым вопросом был мотор. Комитет обороны (КО) 25 мая 1939 г. издал Постановление № 226сс о создании двигателей М-107 и АМ-37 главными конструкторами заводов № 26 В.Я. Климовым и № 24 А.А. Микулиным. Мотор Климова должен был по боевой мощности превосходить АМ-37 на 250 л.с., отличался также меньшими миделем, расходом бензина и массой (на 38%). Однако он имел меньшую высотность, что не устраивало Поликарпова. Летом на совещании по плану опытного самолетостроения на 1940-41 гг. Микулин заверил собравшихся, и среди них Поликарпова, что опытный экземпляр АМ-37 он сделает за месяц и сразу сможет запустить его в серию, т.к. конструктивно тот мало отличается от освоенного в производстве АМ-35А. По расчетам, получалось, что новый двигатель будет обладать боевой мощностью 1400 л.с. на высоте 5800 м, что сулило истребителю развивать скорость около 650 км/ч. Однако с АМ-37 возникли сложности при компоновке вооружения. Первоначально предполагали разместить над мотором две пушки ШВАК, но места для них оказалось мало, и тогда решили поставить пару 7,62-мм пулеметов ШКАС и один БС-12,7. По опыту боев в Испании было предусмотрено использование перехватчика и в качестве штурмовика, для чего предназначались подвешиваемые под крыло 10 реактивных орудий РО-82 «Флейта» под реактивные снаряды РС-82 и 2 контейнера с 23-мм пушками или крупнокалиберными пулеметами. Можно
