15 апреля 1940 г. на опытном заводе № 289 начались работы по первому экземпляру ОБШ («916»). На случай опоздания отработки мотора М-71 в ОКБ рассмотрели возможность применения мотора М-81. Тем не менее, выполнение заказа № 916 продолжалось с расчетом на мотор М-71. В конце июля чертежи первого экземпляра были закончены и сданы в производство.
Согласно тактико-техническим требованиям на самолет ОБШ <одномоторный бронированный штурмовик), максимальную толщину брони в 8,5 мм выбрали, исходя из условий полета на высоте 25 метров и дистанции обстрела с земли – начиная от 200 метров и выше. Общий вес брони при этом составил 290 кг.
Установка усиленной брони, обеспечивавшей защиту от пули калибра 12,7 мм, предусматривалась на втором экземпляре самолета.
Сроки постройки не выдерживались. Объяснялось это недостаточно быстрым разворачиванием опытных цехов на новой базе завода № 289. Особенно влияло на сдвиг сроков отсутствие мотора, который был получен только в середине января 1941 г. В феврале постройка самолета была полностью закончена.
Для заводских испытаний самолета с шифром «81» создали бригаду, в состав которой входили: ведущий инженер конструкторского отдела В. П. Балуев, ведущий инженер от производства С. .Я. Горбунов, борттехник П. Ф. Самсонов, техник И. С. Иевлев и моторист В. П. Преснов.
По схеме самолет – одномоторный моноплан со свободнонесущим низко расположенным крылом, нормальным оперением и убирающимся в центроплан шасси. Конструкция смешанная: крыло, центроплан и оперение были металлические, фюзеляж – деревянный, обшивка рулей и элеронов – полотняная.
Каркас фюзеляжа состоял из четырех лонжеронов, нескольких стрингеров и шпангоутов; обшивка фюзеляжа выклеивалась из шпона. Фонарь кабины пилота сделан из оргстекла, неподвижная и подвижная ею части закреплялись на дюралевом каркасе.
Крыло площадью 26 м
Однокилевое вертикальное оперение имело угол заклинения по отношению к оси фюзеляжа. Цельнометаллическое горизонтальное оперение закреплялось на фюзеляже. Рули высоты и направления состояли из металлического каркаса. Все рулевые поверхности были снабжены триммерами.
Одностоечное шасси с колесами размером 750x250 мм убиралось назад в центроплан с разворотом колес на 90°.
Костыльное колесо (300x125 мм) убиралось также назад, в хвостовой обтекатель. Уборка и выпуск шасси – гидравлические, от помпы, установленной на моторе. Аварийный выпуск шасси производился при помощи ручной гидравлической помпы. Амортизация шасси масляно-пневматическая.
Опытный мотор воздушного охлаждения М-71, снабженный винтом АВ-5-4А с углами установки лопастей в пределах 25 – 56°, диаметром 3,25 метров закрывался цельнодюралевым капотом типа NACA. Протектированный бензобак емкостью 630 л располагался под сиденьем летчика и заполнялся инертным газом из выхлопного коллектора мотора.
Маслобак на 55 лигров устанавливался на противопожарной перегородке.
Управление рулями высоты и элеронами – жесткой конструкции, а рулем направления – тросовое.
Стрелковое вооружение самолета состояло из четырех крыльевых пулеметов LUKAC с боезапасом 3160 патронов и двух синхронных ШКАС с боезапасом 1520 патронов.
Бомбовая нагрузка в фюзеляже соответствовала эскизному проекту и составляла 120 кг в нормальном варианте.
Бронирование общей массой 202,8 кг состояло из панелей, защищавших пилота с боков, сзади и сверху, нижней и задней панелей бака.
В период с середины марта до середины сентября А.И. Кокин, ведущий летчик- испытатель завода № 289, провел сокращенные испытания самолета Су-6 в ЛИИ НКАП. В процессе летных испытаний изменялся состав оборудования, устанавливалось вооружение, проводились различные доработки конструкции.
Скорость полета доводилась до 575 км/ч по прибору летчика, причем вибрации не обнаруживались.
В облете самолета принимали участие летчики-испытатели ЛИИ М.Л. Галлай, А.Н. Гринчик, В.П. Федоров и Г.М. Шиянов. В своих отчетах они писали:
« …Обладая нормальным запасом устойчивости, самолет легок в управлении и не требует от летчика особого внимания. Самолет обладает хорошей маневренностью, характерна легкость работы всей конструкции машины. Летчик не ощущает напряжения или тряски самолета ни при эволюциях, ни при полете на больших скоростях.
…Самолет имеет хороший обзор при хорошем бронировании. В пилотаже напоминает американские самолеты Северский и Нортроп. Необычайно «плотен» в воздухе и хорошо ведет себя на больших скоростях.
Гармоничность всех рулей между собой, а также между отклонениями и эффективностью каждого руля – очень хорошая, что делает самолет весьма приятным в пилотировании».
Заместитель начальника ЛИИ НКАП А.В. Чесалов и главный конструктор завода № 289 П. О Сухой 18 сентября утвердили акт о сокращенных испытаниях самолета Су-6.
В этом документе указывалось, что « …самолет обладает хорошими летными и пилотажными свойствами, прост и приятен в пилотировании и доступен для летчиков средней квалификации. Кабина летчика удобна и свободна. Обзор хороший, но несколько затруднен всасывающим патрубком, стоящим спереди и справа от летчика.
Для полного суждения о боевых и летных свойствах самолетах Су-6 необходимо установить и отработать пушечное вооружение и наружные подвески для РС».
Сухой принял решение снять вооружение (из-за дефицита) с этой машины и установить на дублер ОБШ, а первый экземпляр передать на контрольные испытания в НИИ ВВС. Эти испытания не были закончены из-за расходования ресурса мотора М-71.
Все внимание конструкторов при постройке дублера Су-6 с заводским шифром «82» было обращено на дальнейшее улучшение аэродинамических характеристик, расширение номенклатуры вооружения и повышение боевой живучести самолета.
С целью увеличения максимальной скорости полета стали использовать эффект реактивного выхлопа. При этом возникла возможность потери поперечной устойчивости на больших углах атаки, которую предотвратили применением автоматических предкрылков.
На капоте мотора установили новый всасывающий патрубок, который не затенял обзор летчику
