Поэтому параллельно шло развитие концепции легкого истребителя. Так-то он у Поликарпова уже имелся. И-1Бис, прекрасно зарекомендовавшего себя в Советско-польской войне. Однако у него имелся фундаментальный компоновочный недостаток — разнесенное вооружение. Из-за чего прицельно стрелять из него представлялось затруднительным. А в скоротечном воздушном бою что важно? Правильно. В моменте создавать выдавать максимальный залп, причем прицельно. Чтобы самолет противника, попавший на одну-две, край три секунды в прицел можно было надежно поразить кратковременным шквалом огня.
Компоновочная же схема И-1 позволяла создать значимую и однородную батарею только в крыльях. Что не только негативно сказывалось на маневренности, но и затрудняло прицельный огонь из-за эффекта параллакса. Что усугублялось практикой установки разнородного вооружения с иной раз сильно дифференцированной баллистикой. На практике эта совокупность проблем решалась тем, что пулеметы или пушки поворачивались так, чтобы всем залпом сходить на какой-то дистанции, например, на двухстах метрах.
А если цель дальше или ближе?
Проблема.
И решить ее в текущей компоновочной схемой не представлялось возможным. А того количества и качества вооружений, которые можно было бы «впихнуть» в фюзеляж по схеме синхронизации с тянущим воздушным винтом, очевидно не хватало для надежного поражения целей в воздушном бою. Из-за чего в оригинальной истории и переходили в отдельных случаях к размещению целых батарей в крыльях — до 6–8 «стволов».
В СССР попытались это компенсировать за счет скорости, породив ШКАС 7,62-мм пулемет, развивавший до 1800 выстрелов в минуту. Почему нет? Вполне вариант. Один такой пулемет мог компенсировать батарею из 1,5–3 обычных пулеметов. Но основной винтовочный калибр в воздушных был не нужен из-за слабости. А при масштабировании конструкция ШКАС не давала нужного результата, падая до обычных показателей скорострельности в 700–800 выстрелов в минуту. Из-за чего Фрунзе на создание такого рода «стволов» технического задания и не давал. Зачем? Все равно тупиковая ветка.
Понимая проблему и не имея способов ее очевидного решения в лоб Поликарпов занялся разработкой перспективного легкого истребителя, опираясь на двух балочную схему, позволяющую в носу фюзеляжа собрать по-настоящему серьезную батарею. При этом он пытался сделать самолет как можно легче и с как можно лучшей аэродинамикой, чтобы тот имел летные характеристики как минимум не легче, чем оригинальный И-1бис.
На выходе у него получилось что-то в духе шведского SAAB 21.
Двигатель размещался за кабиной — в наиболее широком месте фюзеляжа. И это был 22 литровый НМЗ 9Y2 воздушного охлаждения мощностью в 600 лошадиных сил. То есть, Pratt Whitney R-1340 Wasp, лицензию на который удалось купить и немного его довести.
Проблема звездообразных моторов воздушного охлаждения при их традиционном размещении заключалась в том, что аэродинамика таких самолетов мало отличалась от летающего шкафа. Да, отдельные американцы в годы Второй мировой войны считали, что аэродинамика — это оправдание для тех, кто не мог построить мощный мотор. Но Фрунзе считал такой подход чистой воды маркетинговой профанацией. И очень активно поддерживал именно развитие аэродинамики в авиации.
Так вот — размещение «звезды» воздушного охлаждения в самой «толстой» части фюзеляжа, расположенной за кабиной, позволяло сам фюзеляж создать, приближаясь к идеальному аэродинамическому телу — веретену. Подвод же воздуха решался ушами воздухозаборников по бокам от кабины, и кожухами воздуховодов, подводящими к каждому цилиндру свою долю воздушного потока. Тщательно отрегулированные воздуховоды приводили к тому, что давление набегающего потока на каждом цилиндре было одинаковым и не получалось, что какой-то из них охлаждается слишком хорошо, а какой-то перегревается.
Само же использование двигателя воздушного охлаждения, да еще в компоновке «звезда», позволяло выиграть немного в массе силовой установки. Которая, как известно, обладала большей удельной эффективностью, чем двигатели с жидкостным охлаждением. Не принципиально большей, но все-таки больше[2].
Разносить балки хвостового оперения слишком широко не хотелось. Это размазывало центр масс и ухудшало потенциальную маневренность, делая аппарат более инертным. Из-за чего требовалось уменьшить диаметр воздушного винта. Для чего, Поликарпов пошел на установку планетарного реверс-редуктора с вложенным валом, позволившим поставить два винта на один мотор, вращающихся в противоположные стороны. Что повышало КПД движителя.
Кроме того, Поликарпов применил двухлопастные винты. Ведь мощность 600-сильного двигателя более четырех лопастей не требовала. А это, в свою очередь, позволило поставить винты с изменяемым шагом, над которыми уже больше года трудились.
Да — автоматического регулятора пока не получалось.
Но ручной — пожалуйста.
И достаточно надежный с примитивной линейной тягой.
Для чего в аэродинамической трубе проверили динамику тяги на разных режимах и углах атаки. Обобщили. Проверили в воздухе. И просто прилепили к тяге угла атаки памятку. Этот режим для взлета, этот для такой-то скорости, этот для такой-то и так далее.
Автомат, конечно, был бы лучше. Принципиально лучше. Но даже такой регулятор шага, да еще в сочетании с применением двухлопастных винтов[3], вращающихся в противоположном направлении[4], позволял выжимать с двигателя минимум на 10–15 % больше тяги. А при определенном мастерстве пилота и доводке лопастей винтов — до 25–30 %.
Так или иначе, но получилось очень славно. Да еще и место в хвостовом обтекателе двигателя осталось для размещения в перспективе турбокомпрессоров Бюши, а также оборудования для впрыска и прочего.
Заднее расположение двигателя вело к сильной задней центровке, что вынудило сильнее сместить крылья назад. И, как следствие, применять самую аэродинамически эффективную схему среднеплана, не мучаясь с балками ее крепления, которые в обычном случае занимали бы место в районе кабины. Здесь только одна балка проходила под креслом, не создавая никаких лишних проблем.
Но и это еще не все.
На легком истребители И-1бис был отработан капот, который выклеивали из стеклоткани с помощью эпоксидной смолы. Его делали по шаблону с очень приличной аэродинамикой и достаточно просто.
За минувшее время с момента открытия эпоксидной смолы в рамках заказанного Фрунзе НИОКРа, ее выпуск увеличился, как и ее качество. Перейдя из лабораторного уровня на промышленный, где этот клей оказался чрезвычайно востребованный. Аналогичные дела произошли и со стеклотканью, которая теперь шла в достаточном объеме, да с длинными волокнами. Это навело Поликарпова на мысль о создании всего корпуса из стеклопластика.
Он посоветовался с Фрунзе.
Михаил Васильевич поначалу довольно скептично к этому отнесся. Но не стал отмахиваться. Потому что Поликарпов сумел довольно рационально, хоть и нестандартно решить вопрос с силовой установкой и движителем.
Провели эксперименты. И… результат удивил. И это — мягко говоря. Потому что при схожей с бальзой прочностью планера удалось снизить его массу более чем вдвое.
Фрунзе не знал, что в конце 1960-х в США проводились такие опыты. И что они завершились успешно, но по ряду причин самолеты в духе Windecker A-7 Eagle в серию не пошли. Хотя и выделялись на фоне алюминиевых не только вдвое меньшим весом при достаточно скромной цене. Коммерческой жилкой Лео Виндекер не обладал. Из-за чего его задумка и провалилась, оказавшись не в состоянии конкурировать с авиастроительными компаниями-гигантами, которых и так все устраивало.
Можно было бы предположить, что самая идея плоха. По какой-то причине. Но Фрунзе если и не знал, то догадывался, что история техники и технологий на более чем 90 % состояла из случайностей, а не здравого расчета и технической целесообразности. А также то, что в начале XXI века самолеты из композитных материалов в легкой и сверхлегкой авиации стали скорее нормой, чем исключением.
