Летом 1937 г. завод № 21 получил ответственное задание партии — построить и испытать облегченный вариант И-16 с мотором М-62, специально предназначенный для установления мирового женского рекорда скорости. Цехом № 210 и ОКБ была пересмотрена прочность самолета под новые скоростные характеристики, сделаны новый козырек, рули направления и поворота, хвостовой кок, удлинены болты крепления кольца капота и других деталей, установлен новый воздушно-масляный карбюратор, а крылья усилены промежуточными нервюрами. Испытания показали, что при впрыске в двигатель специальной смеси из малгобекского бензина с этиловой жидкостью достигалась максимальная мощность 1200 л.с. [273 — ГУ ЦАНО, Ф. 2066, Оп. 3, Д. 10, Л. 121.]
Рекордный полет на сверхскоростном И-16 должна была выполнить известная летчица Валентина Гризодубова. Машина с зав. № 5210671 была построена к сентябрю 1937 г., после чего приказом директора завода Евгения Мирошникова была создана комиссия, в состав которой вошел и шеф-пилот завода Валерий Чкалов. На него возлагалась задача облетать самолет. 7 сентября представитель ВВС РККА санкционировал готовность самолета к испытаниям, и 26 сентября Чкалов впервые поднял его в воздух с заводского аэродрома.
3 октября он получил задание совершить полет на мерной базе [274 — Мерная или километражная база — это отмеренная на местности прямая, на концах которой приборами или людьми фиксировался момент пролета самолета для точного измерения его скорости. ] на максимально возможной скорости. Во время полета Чкалов успел разогнать И-16 до скорости 460 км/ч, но во время второго захода раздался треск в моторе и машина начала сильно вибрировать. Пилот заглушил мотор и, не выпуская шасси, совершил аварийную посадку на мелкий лес. При этом, задев за сосну, самолет потерял консоль правого крыла, развернулся хвостом вперед, после чего, сломав еще несколько мелких деревьев, остановился. Летчик получил сильную травму головы. Впоследствии комиссия установила, что в моторе самолета лопнула головка цилиндра № 9, оборвались шатуны поршней цилиндров № 7, 8 и 9. Виновником данной аварии был признан изготовитель мотора — пермский завод № 19.
Впрочем, и качество серийных моторов было из ряда вон плохим. Неудивительно, что в течение 1938 г. были забракованы и изъяты из производства 300 М-25А и В. [275 — Там же, Оп. 6, Д. 233, Л. 6.] Между тем промышленность подготовила следующую модификацию «Райт Циклона». В 1939 г. в НИИ ВВС был испытан мотор М-62 с нагнетателем, который дал И-16 прирост скорости в 4 %. Появившийся вскоре за ним мотор М-63 позволил увеличить скорость еще на 9 %, в результате чего И-16 мог разгоняться до 440 км/ч. В дальнейшем предполагалась установка двигателя М-64 мощностью 900 л.с.
Тем временем КБ Поликарпова сконструировало еще один истребитель под мотор «Райт Циклон» — И-153 «Чайка». Фактически это было нечто среднее между И-15 и И-16, то есть самолет не представлял собой ничего нового в авиастроении. Однако за неимением других вариантов, правительством было принято решение о его запуске в производство. Всего в 1938–1940 гг. авиазавод № 1 (бывший «Юнкерс») выпустил 3437 машин этого типа.
Одновременно с этим КБ Г. М. Бериева так же все под тот же американский «Wright Cyclone» SCR 1820 F-3 попыталось создать корабельный разведчик. В результате получился похожий на И-153 гидросамолет КОР-1. После запуска с катапульты эта машина могла летать со скоростью до 230 км/ч и имела радиус действия порядка 500 км. Самолет был выпущен ограниченной серией и использовался на легких крейсерах типа «Киров».
Однако качество выпущенных самолетов продолжало оставаться на низком уровне. Поломки и аварии снижали темпы и качество боевой подготовки, подрывали боеспособность истребительных частей. Иногда 19 из 20 самолетов требовали капитального ремонта и простаивали. [276 — ГУ ЦАНО, Ф. 2066, Оп. 6, Д. 385, Л. 191.] Истребители, выпущенные в 1936–1937 гг., имели десятки дефектов и поломок. Так, согласно дефектной ведомости на И-16 зав. № 521341 (выпуска 1936 г.), налетавший 52 часа и совершивший 293 посадки самолет имел 30 дефектов в винтомоторной группе, 28 — в центроплане, 30 — в фюзеляже и 19 — в шасси. И-16 зав. № 521241 (выпуска 1937 г.), налетавший 89 часов и уже прошедший пять текущих и один средний ремонт, опять имел 32 дефекта. [277 — Там же, Д. 367, Л. 58–61, 72.] При этом степень надежности моторов, устанавливаемых на И-16, оставалась неудовлетворительной. Только в ноябре 1939 г. 14 истребителей совершили вынужденные посадки по причине заклинивания моторов из-за разрыва втулки главного шатуна.
Советский истребитель И-153.
Истребитель И-16 тип 10 из состава ВВС Ленинградского военного округа, лето 1939 г.
В летнее время двигатели перегревались, а в зимнее, наоборот, наблюдалось переохлаждение. ОКБ завода № 21 собственными силами разработало приспособление по подогреву карбюратора и дроссель для выходного патрубка маслорадиатора. Была также предусмотрена регулировка жалюзи мотора на полное закрытие. 12 ноября 1939 г. было проведено испытание новой конструкции. При температуре воздуха -25 °C температура цилиндров достигла +75 °C, что являлось недостаточным. Причем выход из пикирования и переход на повышенный режим работы мотора сопровождались явным «барахлением». Подобные недостатки объяснялись скоростным внедрением в производство недоработанных моторов.
Военные требовали постоянного увеличения скорости самолета при одновременном усилении его вооружения, что стало для авиазаводов неразрешимой задачей. Для получения заданных 520–525 км/ч требовалась установка более мощных или редукторных моторов. Очередная же модернизация американского двигателя приводила к простому увеличению его объема и соответственно размеров. Это, в свою очередь, вело к увеличению размеров самолета, что прямо сказывалось на его общей массе. Далее вставал вопрос об усилении, то есть о новой конструкции шасси, а также о новой компоновке вооружения и т. д.
Все дело в том, что модернизировать до бесконечности мотор образца 1925 г. было невозможно, а новых, своих двигателей советская промышленность дать не могла. Поэтому в 1939 г. модель истребителя И-16 в целом исчерпала ресурс совершенствования. При этом рост скоростных характеристик и увеличение мощности вооружения создавали серьезные проблемы в его эксплуатации и требовали сложных и трудоемких конструктивных изменений.
В четвертом квартале 1939 г. заводы, выпускавшие И-16, получили приказ в срочном порядке модифицировать машины и окончательно перейти с мотора М-25В на моторы М-62 и М-63. Однако, перестроив производство, предприятия оказались не в состоянии обеспечить облет и отправку самолетов из-за недоведенности моторов и их агрегатов (винт, РПД и т. д.), а также из-за задержек их поставок.
В апреле 1940 г. бригада во главе с заместителем начальника летно-испытательной станции (ЛИС) завода № 21 Дементьевым, в составе летчика- испытателя Стецюры, моториста Басова и вооруженца Крылова вылетела в расположение 116-й истребительной авиаэскадрильи в город Сталинабад, куда прибыли 33 истребителя И-16. В ходе работы выяснилось, что 24 машины недоукомлектованы, а на 26 бронеспинки не подходили к сиденью пилота. На самолетах не оказалось ни одного кран-коллектора для подвесных баков. Но это было еще полбеды.
При испытаниях самолетов на 31-м «ишаке» выявилась сильная тряска винтомоторной группы и перегрев мотора (температура масла поднималась выше +100 °C), а у 25 других аппаратов при пикировании происходила сильная раскрутка винта. На стоянке на 21-м истребителе травили воздух амортизаторы стоек шасси. Учебные же стрельбы вообще провести не удалось, поскольку в 116-й ИАЭ не оказалось патронов для пулемета ШКАС. [278 — ГУ ЦАНО, Ф. 2066, Оп. 6, Д. 475, Л. 54.] Данный технический отчет свидетельствует о том, что большая часть И-16, поставлявшихся ВВС в 1940 г., была низкого качества.
17 и 20 августа заводом № 21 были сданы ВВС первые самолеты с мотором М-63. Этот двигатель, как и предшествующие, был запущен в серийное производство на заводах-поставщиках в конструктивно недоработанном виде и в таком же состоянии приходил на заводы — производители истребителей. В полете наблюдались его переохлаждение и заклинивание, а также чрезмерная раскрутка винта АВ-1.
Согласно расчетным данным, дальность полета И-16 с мотором М-63 на высоте 7000 метров должна была составить 1070 км, а на высоте 3000 метров — 485 км. Однако в ходе серийных испытаний, проведенных на заводском аэродроме, оказалось, что самолеты имеют гораздо более низкие летные данные, в т. ч. горизонтальную скорость значительно ниже расчетной. Основная причина — опять же низкое качество моторов. Были выявлены следующие дефекты: отказ свечей 3-ЭМТ, отказ РПД, слабая компрессовка цилиндров, низкое качество поршневых колец. [279 — Там же, Д. 519, Л. 114.] Обо всем этом директор Воронин уведомил авиамоторный завод № 19.
В ходе дальнейшего производства возникали новые проблемы. Так, 8 октября 1940 г. военпредом были отклонены к приемке И-16 с моторами М-63 по причине того, что 90 % двигателей при наборе высоты до 4500 метров имели давление наддува значительно меньше расчетного. Основными причинами оказались плохое качество карбюраторов, а также неудачное размещение маслорадиатора.
Тем временем войсковые испытания И-16 (тип 29), проходившие с 26 августа по 7 сентября 1940 г., также показали плохие результаты. Наблюдались перегрев масла и вызванная им сильная тряска мотора, плохая работа карбюратора. Кроме того, была отмечена неравномерная подача бензина из подвесных баков. Несмотря на трудности, к ноябрю ВВС РККА были сданы 175 истребителей с М-63. Однако многочисленные случаи заклинивания моторов, выпущенных заводом № 19, - до 18 ноября по этой причине произошли 15 аварий, — заставили приостановить дальнейшую сдачу до изучения и устранения причин.
К этому моменту были собраны 300 самолетов. В соответствии с указаниями НКАП с них пришлось снять моторы и отправить для доработки на завод- изготовитель. Всего завод № 19 успел получить обратно 384 М-63. Об этой ситуации Горьковский обком ВКП(б) даже сообщил в письме лично Сталину. [280 — ГУ ЦАНО, Ф. 2066, Оп. 6, Д. 506, Л. 5–7.] Получение же кондиционных моторов шло медленно, задерживая сдачу заводом уже собранных машин.
Тем не менее к концу года титаническими усилиями конструкторов, испытателей и рабочих был полностью осуществлен переход с моторов М-25 и М-62 на более мощный М-63 с отработкой всей винтомоторной группы, правда, ценой резкого падения качества. Никогда еще истребители не выпускались такими плохими, как во второй половине 1940 г. Переход заставил в очередной раз переконструировать ряд сопряженных элементов. Пришлось изъять из производства 980 деталей и вновь освоить 1362 детали.
Дальнейшее увеличение мощности «Райт Циклона» было невозможно ввиду причин, указанных ранее. В начале следующего года проблема с авиамоторами обострилась. На 1 января 1941 г. в сборочном цехе завода № 21 и на складах скопились 166 собранных планеров истребителей, не имеющих моторов. Кроме того, 168 самолетов были сданы военпреду, но требовали замены моторов, и, таким образом, общий дефицит составлял уже 334 двигателя! В первом квартале 1941 г. были сданы ВВС 335 истребителей И-16, в т. ч. 256 — УТИ-4 и 79 — тип 29. На этом производство данного типа самолета закончилось.
В общей сложности в 1934–1941 гг. авиазаводы № 21, 39 и 153 выпустили 9450 истребителей И-16 различных модификаций. За шесть с половиной лет были освоены в производстве восемь основных и множество малосерийных типов «ишаков». При этом общая конструкция машины претерпела значительные изменения. Номинально сменилось шесть типов моторов, хотя фактически это были лишь модификации «Wright Cyclone» SCR 1820 F-3. Максимальную скорость удалось увеличить на 110 км/ч, но далось это дорогой ценой. Вес И-16 возрос с 1345 до 1900 кг, увеличились удельная нагрузка на крыло, взлетная и посадочные скорости, значительно ухудшилась скороподъемность.
В течение 1932–1941 гг. на советских заводах проектировалось, находилось в разработке, испытывалось большое количество экспериментальных
