1. По сравнению с И—15, который рассчитан на коэффициент перегрузки 12 и соответствовал нормам прочности 1930 г., И—15бис рассчитан на коэффициент перегрузки 13 по нормам прочности 1934 г.
2. Двигатель Райт «Циклон» F—3 заменяется на более мощный М—25В, крепление его моторамы с целью устранения вибраций осуществляется с использованием резиновых амортизаторов типа «Лорд».
3. Кольцо «Тауненда», прикрывающее головки цилиндров двигателя, заменяется на капот типа NACA.
4. Ступица воздушного винта прикрывается коком (обтекателем).
5. Моторная установка оборудуется радиатором охлаждения масла.
6. Устанавливается всасывающий патрубок скоростного напора воздуха.
7. Самолет имеет нормальный верхний центроплан бипланного типа без «чайки». Размах верхнего крыла увеличен до 10200 мм, несущая площадь увеличена до 22,3 м2 в связи с возросшим полетным весом и стремлением обеспечить прежнюю нагрузку на крыло.
8. Улучшено обтекание фюзеляжа, установлен сдвижной фонарь летчика.
9. Костыль оборудован небольшим колесом.
10. Основные колеса размера 700x100 мм заменены на размер 700x150 мм.
11. Для обеспечения удобства запуска двигатель оборудован самопуском «Эклипс».
Из этих заявленных изменений не все впоследствии осуществились на практике. Большинство серийных И— 15бис оборудовались обычным костылем со сменной стальной пятой — небольшое цельнолитое резиновое костыльное колесо устанавливалось с 1939 г. Интересно получилось с обтекателями на колесах шасси. На старом И—15 обтекатели поначалу ставились, затем от них отказались: внутрь набивалась трава, грязь, трудно оказалось осматривать сами колеса и регулировать тормоза. На И—15бис ради небольшого выигрыша в скорости к обтекателям вернулись, в серии самолеты с ними строили, но в практической жизни их опять таки старались не использовать.
Применение закрываемого фонаря кабины, как известно, планировалось еще в первоначальном проекте И-15 в 1932 г. Однако в серии И—15 строили с небольшим козырьком из плоских граней.
В 1937 г. Поликарпов вновь попытался внедрить на И—15 закрываемый фонарь. Прорабатывалось несколько вариантов, с открытием подвижной части вперед, вбок и назад. Несмотря на приложенные усилия, на практике не прижилось ничего. Опытный И—15бис и первые серийные машины имели козырек округлой формы, увеличенных по сравнению с прежней моделью размеров.
Летчики новый козырек не одобрили, утверждая, что он бликует на солнце и дает искажения на посадке. Как удовлетворяющий назывался козырек, установленный на итальянском истребителе Фиат CR.32. В результате форма козырька пилота на И—15бис получила более простую конфигурацию, а его размеры определила установка оптического прицела ОП—1 с двумя дублирующими механическими кольцевыми прицелами.
Начало серийного производства и опытные машины 1937 г.
Хотя в отношении И—15бис были приняты самые серьезные решения и на самом высоком уровне, объективные обстоятельства не способствовали скорейшему запуску самолета в серию.
Во-первых, решение модернизировать И—15, а затем оперативно запустить его в производство оказалось неожиданным и не вписывалось в планы развития авиапромышленности. Во-вторых, количество ожидаемых от завода—изготовителя двигателей М—25 и М—25В известно, под них запланировали построить определенное количество И—16 и ДИ—6. Далее, для производства ферменных фюзеляжей И—15бис наиболее подходящими считались тонкостенные трубы из хромомолибденовой стали. А с этими трубами имелись большие проблемы. Их частично закупали за рубежом, частично производили сами с использованием импортируемого молибдена. В связи с отказом в 1935 г. от производства И—15 трубы не были заготовлены в достаточном количестве. С появлением стали ЗОХГСА (хромансиль) имелись надежды на использование труб из этой стали. Однако хромансиль в производстве оказался капризен (после сварки фермы фюзеляжа требовалась дополнительная термообработка) и на его освоение требовалось время.
Первый опытный И-15бис, заводской №3354, начал испытываться летом 1937 г. Отличался увеличенным козырьком кабины с установленным прицелом ПАК-1, небольшими окнами за головой пилота, установкой радиостанции РСИ и колесом-роликом на костыле (МЖ)
Кроме того, авиазавод № 1 в течение ряда лет специализировался на изготовлении практически цельнодеревянных Р—5, Р—5ССС и Р—ЗЕТ. В 1936 г. здесь вполне успешно построили почти тысячу разведчиков Р—ЗЕТ. Теперь же, в связи с возобновлением производства И—15, заводу требовалось вновь вернуться к более сложной продукции, т.е. возобновить навыки в частично утраченной технологии.
По первоначальным планам на авиазаводе №1 в 1937 г. планировалось свернуть производство Р—ЗЕТ и приступить к изготовлению двухместного истребителя ДИ—6, разведчика СР (скоростной разведчик С.А.Кочеригина) и лицензионного Валти V—11. Однако неподготовленность производства тормозила внедрение новых машин, поэтому 1937 год оказался абсолютно провальным для завода. От изготовления СР в конечном счете отказались, технологию Валти осваивали в течение года и первые серийные V—11 сдавали в 1938-м. ДИ—6 в производстве шел с не меньшими трудностями — до конца года ВВС приняли 61 самолет, изготовленный на авиазаводе № 1. Р—ЗЕТ, который продолжали выпускать с бортовыми транспортными контейнерами для Аэрофлота, показал при испытаниях неудовлетворительные данные. В результате из 50 заказанных транспортных машин большинство выполнили в обычном варианте, а всего за 1937 год сдали 125 «ЗЕТов».
Вот в таких непростых условиях происходило внедрение И—15бис в серийное производство.
Поначалу, с февраля 1937 г., завод №1 изготавливал ремонтные комплекты для ранее выпушенных и эксплуатирующихся в войсках И—15. Был выполнен заказ ВВС на 150 комплектов усиленных крыльев, часть из которых отправили в Испанию. Затем начали переходить на И—15бис. Для скорейшего внедрения машины в производство на заводе №1 организовали небольшое серийное КБ под руководством заместителя Поликарпова — М.Н.Тетивкина. Первые несколько «бисов», в число которых входили и опытные, строились весной 1937 года.
Головной И-15бис №3253 был готов в апреле, за ним последовали еще несколько экземпляров из состава войсковой серии, однако сдача самолетов, по причине многих недоделок и незавершенных испытаний первого опытного образца, задерживалась.
И-15бис, заводской №3392, строился осенью 1937 г. как эталон для первой половины 1938 г. Самолет испытывался на лыжах от самолета И-15
И-15бис №3392 отличался узким капотом по типу кольца Тауненда и индивидуальными выхлопными патрубками
Первый опытный И—15бис №3354, проходил государственные испытания в период со 2 августа по 3 октября 1937 г. Ведущим летчиком—испытателем был П.Я.Федрови. Два раза испытания прекращали по причине неисправностей и последующих доводок. В ходе полетов использовалось 4 типа воздушных винтов чтобы подобрать наиболее эффективный.
И—15бис №3354 отличался качественной отделкой и окраской, был оборудован радиостанцией РСИ, которая, однако, не использовалась из-за своей недоведенности. Самолет имел увеличенный козырек пилота округлой формы, под которым размещался коллиматорный прицел ПАК—1. К дополнительным отличиям стоит отнести небольшие окна вблизи заголовника для улучшения обзора назад, зеркало заднего вида на центроплане верхнего крыла и управляемый костыль с небольшим колесом (роликом).
В ходе полетов на И—15бис №3354 обнаружилась вибрация оперения и элеронов, поэтому испытания закончили на И—15бис №3353, который отличался обычным костылем без ролика.
При общей оценке самолета говорилось, что И—15бис обладает хорошей путевой, продольной и поперечной устойчивостью. Освоение техники пилотирования на нем не представляет особого труда, т.к. на ошибки в пилотировании самолет реагирует вяло.
«Хорошая маневренность и устойчивость самолета И—15бис обеспечивают ведение прицельного огня при любом положении самолета в воздухе, что дает преимущества в бою перед самолетами, обладающими большими скоростями, но меньшей маневренностью», — говорилось в отчете.
Однако проведенные во второй половине сентября показательные воздушные бои показали невысокие боевые возможности «биса». 19 сентября 1937 г. при проведении атаки самолета ТБ-7 на высоте 2500—3000 м из положения сверху—сзади И—15бис потерял преимущество в высоте и отстал от четырехмоторного бомбовоза. Последнее обстоятельство оценивалось как «полная небоеспособность» истребителя.
«В воздушном бою с самолетами И—15 и И—16 кроме внезапности атаки не имеет никаких преимуществ и даже выход из боя по своей инициативе может осуществить с большим трудом... Все преимущества в бою у И—16. ...И—15 имеет преимущества в скороподъемности и маневренности, а И—15бис лишь за счет более мощного М—25В может уйти из боя на пикировании».
Несмотря на столь нелестные отзывы в адрес претендента на место нового боевого истребителя, истории самолета предстояло продолжиться. В акте, утвержденном Начальником ВВС РККА Алкснисом 14 октября 1937 г. говорилось: «Самолет И—15бис М—25В, прошедший государственные испытания в НИИ ВВС, считать пригодным для серийного производства в 1937 г. с устранением на всех самолетах дефектов, опасных для полета... Тактические свойства — маневренность и скороподъемность И—15бис в результате перетяжеления на 300 кг являются ухудшенными по сравнению с И—15 М—25 «Чайка». Облегчение И—15бис М—25В необходимо считать как одну из центральных задач по улучшению боевых свойств этого самолета. ...Облегченный самолет представить в НИИ ВВС на испытания к 15.11.37г.
Начальнику НИИ ВВС комдиву Бажанову не позднее 25.10.37 г. разработать и представить мне на утверждение ТТТ для модификации самолета И—15бис на 1938г.».
Мероприятия по снижению веса были реализованы Н.Н.Поликарповым практически немедленно на опытном И—15бис №3392. Предполагалось, что это будет машина—эталон для серийного производства на первую половину 1938 г.