Попутно испытывался и вариант И-16 с химическим вооружением. На самолете монтировались два прибора ВАП-6. При распылении жидкости с высоты 25 метров они поражали площадь в 1,5 га, а с высоты 100 метров – 4,3 га. Аналогичным образом можно было разливать над вражьими окопами и горючую жидкость. В этом случае две струи химических веществ смешивались и воспламенялись, выжигая при опорожнении контейнера на высоте 25 метров площадь около одного гектара.
Затем появился совсем экзотический вариант И-16 Тип 9 с неубирающимся шасси, вооруженный сразу шестью пулеметами ШКАС. На него предполагали устанавливать также и бомбодержатели для 25-кг бомб. Однако КБ Поликарпова и руководство заводов-производителей выступили против подобной универсализации истребителя, обосновывая это в первую очередь постоянным повышением его полетного веса. В итоге им удалось добиться отмены решения об установке бомбодержателей, однако требование о совмещении пушечного и стрелкового вооружения осталось в силе.
В октябре 1937 г. снова прошли войсковые испытания И-16 с пушечным вооружением. В них приняли участие восемь специально изготовленных самолетов, из них три были вооружены 12,7-мм пулеметами, а остальные – 20-мм пушками ШВАК. В ходе 247 учебных вылетов были выполнены стрельбы по наземным мишеням и аэростатам заграждения. Удалось достигнуть удовлетворительной точности попаданий. Однако 20-мм пушки в части автоматики оказались недостаточно надежными вследствие большого числа задержек и малой живучести отдельных деталей.
В январе 1938 г. вопрос о дальнейшем производстве И-16 рассматривался на заседании межведомственной комиссии. Авиазаводу № 21 в качестве главной задачи на год была вменена борьба за облегчение полетного веса. Комиссия утвердила 38 изменений в конструкции самолета. Отныне было решено выпускать И-16 сразу в пяти модификациях: стрелковой, пушечной, ночной, бомбардировочно-стрелковой и учебно-тренировочной (УТИ), чей вес колебался от 1430 до 1712 кг. При этом пушечная и бомбардировочно-стрелковая модификации предусматривали использование самолета в качестве штурмовика.
Пушечный И-16 должен был развивать скорость 435 км/ч, набирать высоту 5000 метров за 7,5 минут и иметь потолок в 8500 метров. Однако его освоение протекало исключительно болезненно и напряженно. Причиной тому стали большое число изменений, вносимых в конструкцию уже в ходе серийного производства без предварительной увязки их в опытном производстве, недоработанность самих этих нововведений в конструкторском отношении, большой процент брака, слабая организация производства, особенно на мелких участках, дефекты технической документации и инструмента, а также трудности в изготовлении последнего и т. п. Имели место постоянные перебои в поставках моторов, шасси, лыж, дюралюминия, авиаполотна и других материалов.
Кризисное состояние производства послужило поводом для выдвижения против директоров авиазаводов и работников НКАП обвинений во вредительстве и последующих репрессий. Но это лишь способствовало дальнейшей дезорганизации производства. В итоге выпуск штурмового варианта И-16 в 1938 г. был сорван. Так, авиазавод № 21 вместо двухсот положенных по плану самолетов И-16 Тип 17 выпустил всего 27 машин.
Также не удалось добиться приемлемой прочности конструкции, необходимой для пикирования при больших углах. При перегрузках часто деформировалась и срывалась обшивка, а иногда и вовсе отлетали плоскости. Так, 16 августа 1939 г. в Пермской области летчик М. Загуляев выполнял полет на И-16. Согласно заданию, самолет достиг высоты 6000 метров, после чего перешел в пикирование. На высоте 2000 метров он потерял управление и стал беспорядочно падать. При этом у истребителя начали отваливаться крылья, детали и части фюзеляжа. Обломки, в том числе и все еще работавший мотор, рухнули на землю поблизости от деревни Козубаево в радиусе 1300 метров. Пилот погиб. Причиной аварии была объявлена недостаточная прочность конструкции самолета.
В результате мучительных конструкторских работ и переделок в 1939 г. появилась новая модификация – И-16 Тип 24, по сути, представлявшая собой истребитель-бомбардировщик. При полетном весе в 1882 кг и максимальной скорости по техническому паспорту в 470 км/ч самолет был вооружен двумя пулеметами ШКАС и двумя синхронизированными 20-мм пушками ШВАК. Также на него могли быть подвешены шесть 82-мм неуправляемых ракетных снарядов (НУРС) или две 250-кг бомбы.
Биплан, биплан и опять биплан
4 августа 1935 г. Совет Труда и Обороны СССР постановил переделать в штурмовик неудавшийся двухместный истребитель-биплан Ди-6. Предполагалось, что машина будет развивать максимальную скорость в 400 км/ч, иметь радиус действия в 500 км и будет вооружена шестью пулеметами ШКАС и бомбами.
Авиазавод № 39 в короткий срок изготовил новую машину. И уже 31 октября – 19 ноября того же года прошли полигонные испытания штурмовика, получившего название Ди-6Ш. Он был оснащен двигателем М-25 и убирающимся шасси. Броневые листы защищали спинку и чашку сиденья летчика. Вооружение биплана, вопреки первоначальному проекту, состояло из двух синхронных пулеметов ПВ-1 и четырех пулеметов ПВ-1, установленных под нижним крылом. Под фюзеляж можно было подвесить до 80-кг бомб либо два выливных авиационных прибора ВАП-6 для разбрызгивания отравляющих веществ и горючей жидкости. Задний стрелок имел в своем распоряжении 7,6-мм пулемет ШКАС с боекомплектом на 750 выстрелов.
Испытания Ди-6Ш показали, что при полетном весе в 2115 кг он развивал максимальную скорость 358 км/ч и поднимался на 5000 метров за 17,5 минут. В восьми полетах над полигоном испытывалось стрелковое вооружение, в трех – бомбовое и в двух – химическое. При стрельбе из пулеметов с высоты 10–15 метров пятая часть пуль попадала в цель размером 20 х 100 метров, имитировавшую роту солдат на марше. Крыльевые пулеметные батареи работали нормально. Однако палить из них с высоты выше 17 метров уже было невозможно из-за плохого обзора. Был отмечен и ряд других недостатков. Так, управление штурмовиком, особенно у земли на больших скоростях, было сложным и утомительным, он сильно задирал нос, что не позволяло производить прицельное бомбометание.
Несмотря на это, Ди-6Ш был отправлен в серийное производство, которое было полностью провалено Московским авиазаводом № 1. До конца 1936 г. там удалось выпустить всего 36 штурмовиков, да и те ужасного качества. Кроме того, военные специалисты признали Ди-6Ш бесперспективным из-за слишком малой бомбовой нагрузки, а штурмовка с одними пулеметами уже тогда считалась малоэффективным занятием.
Несмотря на полный провал в создании специализированного штурмовика, в ВВС РККА к ноябрю 1938 г. сформировали уже двенадцать штурмовых авиационных полков (ШАП). В них насчитывался 561 самолет, в том числе 456 Р-5 разных модификаций, 60 Ди-6Ш, 31 Р-6 и 14 СБ. Летчиков же в них имелось больше чем самолетов – 776 человек. Однако по сути это все были штурмовые полки без самих штурмовиков.
Еще в 1933 г. КБ Поликарпова, попутно с И-16, разработало новый истребитель – биплан И-15. По схеме и конструкции это было продолжение неудачного И-5, но с улучшенной аэродинамикой и более мощным мотором воздушного охлаждения М-25. Характерной особенностью самолета стала своеобразная форма верхнего крыла по схеме «чайка», способствовавшая уменьшению сопротивления воздуха и лучшему обзору из кабины.
Летные испытания И-15 прошли в декабре 1933 г. Истребитель достиг максимальной скорости 370 км/ч и набрал высоту 9000 метров. На следующий год началось его массовое производство. Позднее появилась модификация И-15бис, на которой было установлено прямое верхнее крыло, усилена конструкция центроплана и установлены бомбодержатели.
В 1938 г. КБ Поликарпова еще раз модернизировало свой биплан, установив на нем убираемые вручную шасси. Так, появился И-153 «Чайка». Поскольку как истребитель он уже устарел, то самолет, по уже сложившемуся обычаю, решили переделать в штурмовик. Первой ударной модификацией стал И-153БС, на котором установили четыре крупнокалиберных пулемета УБС и направляющие для восьми реактивных снарядов РС-82. Однако на испытаниях, проведенных в НИИ ВВС, выявилась плохая надежность 12,7-мм пулеметов, дававших частые отказы. Тогда от них решили отказаться в пользу двух 20-мм пушек ШВАК, которые, впрочем, тоже не отличались высокой эффективностью. В итоге появился И-153П, ставший чистым штурмовиком. Он был вооружен двумя пушками, мог поднимать 100-кг бомб или шесть «эрэсов». Остававшиеся в частях И-15бис к концу 30-х годов также были переделаны в штурмовики.
Тем временем качество производимых самолетов оставляло желать лучшего. Акты и отзывы ВВС за 1939 г. свидетельствуют о массовых отказах амортизаторов, обрывах хомутов, кронштейнов креплений, разрывах сварных швов, прогорании выхлопных патрубков, образовании трещин на моторамах и т. п. Нередко ломались тормозные диски, вызывая самоторможение самолета при взлете и посадке, выходило из строя вооружение. Директора авиазаводов неоднократно получали письма из различных инстанций с указанием на низкое качество самолетов: «…обо всех дефектах заводы неоднократно ставились в известность, однако ничего не сделано. Сообщения о конструкционных и производственных дефектах поступают сплошным потоком, причем преобладающее количество является многократно повторяющимся, что свидетельствует об игнорировании актов о дефектах и призывов по борьбе за снижение аварийности». Наиболее опасными причинами аварий являлись выпадение стекол фонаря кабины, отрыв крыльев, течь бензобаков и топливной системы.
Одной из немаловажных причин подобного положения являлась низкая эффективность военной приемки. Так, в переписке между руководством авиазавода № 21 и военпредом отмечался ряд случаев отправки готовой продукции в другие цехи без санкции ОТК и военпреда. Например, 7 июня 1939 г. из-за перекосов узлов приемка забраковала девять костылей, но все они были отправлены на дальнейшую сборку. 15 августа военпред отклонил девять ножных управлений, причем повторно, но и их все равно отправили дальше в цех № 10 и т. д. Имелись также случаи, когда самолеты, непринятые приемкой, все равно отправлялись в воинские части, а порой готовая продукция и вовсе не предъявлялась на приемку. Массовые поломки и аварии снижали темпы и качество летной подготовки, подрывали боеспособность частей. В итоге иногда из 20 самолетов 19 требовали капитального ремонта и простаивали.