истребитель И-221, способный летать на высотах порядка 13 000 м. Его испытания показали, что необходима доработка машины. Затем последовали усовершенствованные модификации И-222, И-224, И- 225, причем на последних удалось реализовать требования ВВС, но лишь к концу 1944-го — началу 1945 г.
22 августа 1943 г. на перехват немецкого самолета-разведчика, совершавшего очередной облет Москвы, были подняты пятнадцать истребителей, в том числе три Як-9ПД, два высотных «Спитфайра», две «Аэрокобры», шесть Як-1 и два МиГ-3. Только один летчик на «Спитфайре» смог подняться до высоты 11 500 м, а затем обстрелять самолет противника из режима кабрирования, находясь примерно на 500 метров ниже.
23 августа 1943 г. командующий войсками Западного фронта ПВО Г. П. Громадин в донесении командующему ВВС сделал вывод о том, что вопрос о высотных истребителях для ПВО столицы практически не решен.
В этих условиях к созданию высотного истребителя решили подключить и ОКБ Н. Н. Поликарпова. Проектирование высотного перехватчика (отсюда и его обозначение «ВП»; другое обозначение «К» — по заводской документации) началось с октября 1943 г.
Оно проводилось на базе использования задела, полученного по истребителям И-185 — И-188.
Первоначально планировалось поставить двигатель М-71Ф с двумя турбокомпрессорами для повышения высотности. Первый вариант эскизного проекта был готов к 2 ноября 1943 г. Заключение НИИ ВВС было подписано 17 декабря 1943 г. Согласно предварительным планам, летные испытания ВП должны начаться в конце 11 квартала 1944 г. Ввиду разочарования Поликарпова в моторе М-71 первый вариант проекта переделали сначала под использование АМ-39А с турбокомпрессором ТК-300, затем под АМ-39Б с ТК-3 и окончательно под АМ-39Б с ТК-300Б. Все это вместе с требованиями по увеличению площади радиаторов, расположенных в крыле, привело к необходимости существенной переработки конструкции. Эскизный проект ВП (К) был завершен только летом 1944 г. Срок предъявления ВП на испытания перенесли на декабрь 1944 г.
Самолет ВП представлял собой низкоплан с цельнометаллическим крылом и выклеенным из шпона фюзеляжем с гермокабиной для летчика. Расчетный полетный вес — 3320 к г. Крыло имело размах 11 м, площадь — 16,2 кв. м. Вооружение состояло из двух пушек калибра 23 мм.
С мотором АМ-39А истребитель мог развить максимальную скорость у земли 500 км/ч, а на высоте 13 750 м — 715 км/ч. С мотором АМ-39Б скорость ВП у земли становилась еще выше: 586 км/ч, но на больших высотах немного понижалась (681 км/ч на 13 000 м). Справедливости ради стоит отметить, что расчетные характеристики варианта с АМ-39Б и ТК-300Б более реальны, так как они были выполнены (по-видимому, впервые в СССР) с учетом волнового сопротивления (на высоте 13 750 м расчетная скорость составляла 805 км/ч без учета волнового сопротивления). ВП мог достичь потолка 14 500-14 750 м. На набор высоты 14 000 м истребителю с АМ-39А требовалось 24,48 мин, а с АМ-39Б — 18 мин.
Было признано, что самолет удовлетворяет требованиям, предъявляемым к высотным перехватчикам.
Машину предполагалось строить в четырех экземплярах. На заводе № 51 началось изготовление стендов для наземной отработки винтомоторной группы и гермокабины.
В нервюрах крыла был применен профиль серии NACA-230. Проведенные в ЦАГИ исследования показали, что он не является оптимальным на высотах. Поэтому для второго экземпляра признано целесообразным изготовить новое крыло с профилем, рекомендованным ЦАГИ. Кроме того, на новом крыле предполагалось установить более высокое шасси, необходимое для использования винта с большим диаметром и кпд. Николай Николаевич считал профиль NACA-230 вполне подходящим для больших высот, но соглашался с тем, что относительная толщина его не является оптимальной. По его указанию для последующих экземпляров проектировалось новое крыло с уменьшенной до 14,7 кв. м площадью и другой относительной толщиной.
В августе 1944 г. по ВП было выполнено 95 % чертежей, часть из которых уже находилась в цехах. Но затем все работы над машиной были свернуты.
Поликарпов настойчиво искал пути дальнейшего повышения характеристик истребителей. Некоторый положительный эффект сулил поиск приемлемых решений по снижению аэродинамического сопротивления, включая применение новых компоновок. В конце 1943 г. Николай Николаевич сделал набросок истребителя, выполненного по схеме «утка» с толкающим винтом и трехколесным шасси с носовым колесом. На концах крыла были установлены шайбы. Однако резкого повышения летных характеристик при такой схеме получить не удалось.
На первый взгляд, установка двигателя увеличенной мощности могла решить проблему, но с ростом мощности двигателя увеличивалась и его масса. Возможности по снижению удельного веса авиационных поршневых моторов в основном были исчерпаны. К тому же при скорости свыше 800 км/ч начинали падать тяговые характеристики воздушного винта, резко возрастал его вес.
Выход из создавшегося положения мог дать только реактивный двигатель.
15 мая 1942 г. с одного из уральских аэродромов взлетел первый советский истребитель БИ-1 с ракетным двигателем. Его разработку А. Я. Березняк и А. М. Исаев начали в конструкторском бюро В. Ф. Болховитинова в июне 1941 г.
Самолеты аналогичного назначения строила и фашистская Германия. 2 октября 1941 г. опытный истребитель «Мессершмитт» Ме-163 с ракетным двигателем развил скорость 1003 км/ч на высоте 3600 м. После долгих доводок с 1944 г. он стал поступать на вооружение ВВС Германии. Однако существенного влияния на исход войны Ме-163 оказать уже не мог.
В конце 1943 г. Н. Н. Поликарпов получил задание на разработку истребителя-перехватчика «Малютка» с ракетным двигателем конструкции РНИИ и гермокабиной. Горючим служил керосин, а окислителем — азотная кислота. Истребитель по крутой траектории шел на перехват вражеского самолета. Его двигательная установка с номинальной тягой 1100 кГ состояла из двух камер сгорания. Две камеры работали вместе на взлете, наборе высоты и разгоне до максимальной скорости, одна малая — для ее поддержания.
Небольшое дросселирование тяги ступенчато позволяло перекрывать практически весь диапазон ее изменения. Компоненты топлива размещались в четырех фюзеляжных баках и подавались в двигатель турбонасосным агрегатом.
Для обеспечения необходимого запаса устойчивости сначала вырабатывался керосин из переднего бака и окислитель из заднего, затем керосин из заднего бака, а окислитель из переднего. Незначительный уход центра тяжести при этом компенсировался выбросом воды из специального бачка. После проведения перехвата, особенно на большой высоте, топлива на посадку не хватало, поэтому самолет планировал на аэродром с выключенным двигателем. Вооружение истребителя состояло из двух пушек калибра 23 мм.
По предварительному проекту площадь крыла равнялась 6 кв. м, полетный вес — 2550 к г. В окончательном варианте площадь крыла была увеличена до 8 кв. м, полетный вес стал равным 2795 кг (вес пустого — 1016 кг). Самолет имел относительно небольшие размеры: размах — 7,5 м, длину — 7 м. Шасси трехколесное, с носовым колесом.
В отличие от других перехватчиков с ЖРД, разрабатываемых в СССР в 1943–1944 гг. («302», «4302»), «Малютка» изначально проектировалась как специализированный высотный перехватчик, что, впрочем, не исключало ее применения в других диапазонах высот.
Самолет должен был развивать у земли максимальную скорость 890 км/ч, на высоте 15 000 м — 845 км/ч, набирать высоту 5000 м за одну минуту, а 15 000 м — за 2,5 мин. Его потолок составлял 16 000 м. После набора высоты 15 000 м запаса топлива хватало на горизонтальный полет продолжительностью в одну минуту на режиме максимальной тяги и девять минут — в режиме минимальной.
Работа над эскизным проектом не была завершена до конца 1944 г., ее продолжили в следующем году, но затем по указанию НКАП тему закрыли.
Для отработки у летного состава навыков пилотирования ракетного самолета (взлет с работающим двигателем, посадка — с выключенным) Николай Николаевич в 1944 г. проектировал специальный учебный ракетный планер-самолет, рассчитанный на экипаж из двух человек, с полетным весом всего 365 кг (вес пустого — 195 кг). Площадь его крыла составляла всего 12 кв. м, размах — 11 м, длина — 5,9 м, тем не менее посадочная скорость оставалась сравнительно малой — 55 км/ч. Проект не был реализован.
