К концу 1924 г. Остехбюро выпустило уточненные технические требования к самолету. Вес сбрасываемых грузов был увеличен до 1480 кг, габариты стали такими: длина — 4750 мм, диаметр — 1000 мм. Заказчик настаивал на цельнометаллической конструкции машины.
В начале февраля 1925 г. был заключен договор между Остехбюро и ГАЗ № 1 и тогда же между Остехбюро и ЦАГИ на постройку самолетов «ДЛЯ сбрасывания грузов». Проектно-конструкторские работы стали проводиться в условиях острой конкурентной борьбы между двумя коллективами.
Николай Николаевич проектировал самолет по бипланной схеме со стрелковыми установками в носовой, хвостовой и средней части фюзеляжа. Четыре двигателя размещались в двух гондолах с тандемным расположением на нижнем крыле над сухопутным или поплавковым шасси для уменьшения забрызгивания винтов на взлете и посадке, а также для облегчения запуска и эксплуатации моторов на воде. Максимальная скорость полета составляла 187 км/ч.
Через боковые двери члены экипажа могли выходить на крыло к гондолам двигателей для их предполетного обслуживания и для экстренного ремонта в воздухе (что спасло жизнь многих экипажей, летавших на «Муромцах» в годы Первой мировой войны). Из кабины по проходу-коридору, по бокам которого располагались бомбоотсеки, можно было пройти до кормовой стрелковой установки. Проект самолета получил обозначение АКОН — «авиационная конструкция особого назначения» или СОН — «самолет особого назначения». Торпедное оружие с дореволюционных времен считалось важным государственным секретом, что нашло свое отражение в обозначении машины.
Параллельно по указанию Поликарпова и под его общим руководством другие конструкторы КБ проектировали альтернативные варианты торпедоносцев в рамках задания Остехбюро: Л. Д. Колпаков-Мирошниченко — вариант № 2 по схеме биплана с размещением двух гондол с двигателями на стойках коробки крыла, А. А. Крылов — вариант № 3 по схеме полутораплана с размещением двигателей в двух гондолах на нижнем крыле. Вариант № 6 проектировался по схеме моноплана с эллиптическим крылом, на котором 4 мотора располагались в ряд (ведущий — А. А. Крылов). Еще два варианта представляли собой трехмоторные бомбардировщики (ведущий — В. Л. Моисеенко). Вариант № 4 — биплан, вариант № 5 — моноплан. Обилие разрабатываемых вариантов говорит о том, что шел нормальный процесс поиска рационального решения. Из этих проектов наиболее перспективным являлся проект четырехмоторного моноплана, однако он, как морской самолет, страдал следующими недостатками: трудность запуска и эксплуатации моторов на воде, нерешенная проблема забрызгивания винтов. Двухмоторный вариант требовал установку двигателей мощностью не менее 650–700 л с., отсутствовавших в то время на заводе. Трехмоторные самолеты также было трудно эксплуатировать на воде. Недостатком варианта № 2 являлась ненадежность крепления моторных гондол к стойкам крыла. В итоге наиболее приемлемыми оказались варианты № 1 (АКОН) и № 3. Поскольку проект АКОН был более разработанным, то его решили считать основным, сосредоточив все усилия на его проектировании.
Конструкторский коллектив ЦАГИ под общим руководством А. Н. Туполева также успешно занимался созданием самолета подобного назначения.
В это время в Управлении ВВС еще только обсуждался вопрос о предъявлении технических требований к тяжелым машинам. Задание на разработку бомбардировщика Б-1 носило экспериментальный характер, самолет рассчитывался на меньшую боевую нагрузку, чем это требовалось Остехбюро. Инициатива Остехбюро ускорила этот процесс, оказав большое влияние на его развитие. В марте 1925 г. разработка технических требований в Управлении ВВС была завершена. В основном они повторяли требования из задания Остехбюро, что могло стать основой для унификации сухопутных и морских машин.
Проектирование АКОН (СОН) шло довольно быстро, и можно было надеяться на успешное его завершение, но благоприятная для Поликарпова обстановка вдруг внезапно изменилась. Как упоминалось выше, 3 февраля 1925 г. на коллегии ГЭУ ВСНХ было признано необходимым сосредоточить дело опытного строительства металлических самолетов в ЦАГИ НТО ВСНХ. По этой причине завод № 1 был вынужден прекратить проектирование металлического торпедоносца АКОН (СОН), так как заказ Остехбюро деревянной конструкции не предусматривал.
Характеристики проектируемого в ЦАГИ тяжелого самолета-моноплана по заданию Остехбюро, получившего обозначение АНТ-4, предполагались многообещающими, но существенно не превосходившими характеристик торпедоносца АКОН (СОН). Поликарпов пытался спасти разработку и получить заказ на бомбардировочный вариант АКОН, но получил отказ по чисто формальному поводу: проект АКОН был выполнен без его согласования с ВВС. Здесь также сыграло свою роль решение НТО ВСНХ сосредоточить металлическое самолетостроение в ЦАГИ. Однако НТК ВВС отдавал себе отчет в том, что сравнительно небольшие объемы производства алюминия в стране, отставание темпов развития металлургической базы от роста потребностей в алюминии не позволят достаточно быстро построить требуемое количество тяжелых самолетов. Кроме того, полной уверенности в том, что ЦАГИ успешно справится с поставленной задачей, у НТК ВВС не было. Поэтому в апреле 1925 г. НТК ВВС обратился в опытный отдел ГАЗ № 1 с просьбой рассмотреть вопрос о возможности создания бомбардировщика смешанной конструкции с 3–4 моторами «Либерти» (М-5), способного держаться в воздухе 6 часов с бомбовой нагрузкой 1500–2000 к г. Ориентировочный срок постройки первого экземпляра — август 1926 г. Максимальная скорость у земли должна быть не менее 200 км/ч, на высоте 3000 м — 170–180 км/ч. Технические условия во многом соответствовали условиям, выдвинутым Остехбюро, и требовалось лишь уточнить ожидаемые летные характеристики с моторами «Либерти» (М-5). 26 мая 1925 г. авиаотдел ГУВП подтвердил задание заводу.
По указанию Н. Н. Поликарпова были заново пересчитаны предварительные проекты тяжелых машин, в том числе и еще двух — двухмоторных. Проекты получили новые обозначения: 3БЛ-1, 3БЛ-2, 4БЛ-1, 4БЛ-2 и т. д. Первая цифра в обозначении говорила о том, сколько двигателей установлено на самолете, буквы «БЛ» — что это бомбардировщик с моторами «Либерти», последняя цифра являлась порядковым номером варианта с данным числом двигателей. Интересно отметить, что сам Николай Николаевич редко использовал термин «бомбардировщик» применительно к тяжелым многомоторным машинам, ему больше нравилось использовать более солидно звучащий синоним — «бомбовоз».
Для обсуждения проектов 11 августа 1925 г. было созвано расширенное заседание техкома ГАЗ № 1 им. Авиахима под председательством технического директора И. М. Косткина, на котором присутствовали представители НТК ВВС, Авиатреста, опытного отдела завода. С докладами по каждому проекту выступили Н. Н. Поликарпов, В. Л. Моисеенко, В. Д. Яровицкий, А. А. Крылов, Л. Д. Колпаков-Мирошниченко, В. П. Невдачин.
В своем докладе Николай Николаевич так отразил понимание поставленной перед конструкторским коллективом задачи: «Когда мы приступили к проектированию бомбовоза под четыре мотора «Либерти», то мы ставили себе такие задачи: прежде всего спроектировать действительно большой самолет, типа гиганта-самолета, а не просто самолет с увеличенными размерами. Это первое. Второе. Мы считаем, что бомбовоз должен быть такой конструкции, которую мы легко могли бы сделать в надлежащие сроки…»
На совещании каждый проект подвергся всестороннему анализу. Отмечалась сложность проектирования и производства больших цельнодеревянных машин, выполненных по схемам моноплана и полутораплана. Лучшими признаны проекты биплана 4БЛ-1 (бывший АКОН) и полутораплана 4БЛ-3.
В феврале 1925 г. Остехбюро обратилось с предложением переделать уже построенный на ГАЗ № 1 самолет Б-1 для опытов по сбрасыванию грузов длиной 4750 мм, диаметром 1000 мм, поскольку проектирование АКОН было прекращено, а выход на испытания АНТ-4 задерживался. Серийная постройка машины не предусматривалась. Автор самолета Л. Д. Колпаков-Мирошниченко не видел перспективы этой работы и категорически отказался ее выполнять. Под руководством Поликарпова в мае 1925 г. был сделан вариант Б-1, получивший обозначение 2БЛ-2. Его основные отличия от Б-1 заключались в следующем: для обеспечения подвески грузов заданных габаритов устанавливались новые по конструкции и более высокое шасси, костыль; удлинялся фюзеляж до 13,8 м; с целью снижения вибраций винтомоторная установка в капоте новой конструкции размещалась на нижнем крыле (а не на стойках бипланной коробки). Но обещания ускорить завершение постройки АНТ-4 перечеркнули надежды на получение заказа. Работы по 2БЛ-2 имели лишь некоторое значение для приобретения опыта в создании новых разработок.
21 апреля 1925 г. приказом Реввоенсовета СССР был образован 1-й отдельный отряд тяжелой авиации, который дислоцировался в Гатчине (Троцке). Для его оснащения во Франции закупили деревянные бомбардировщики-бипланы Фарман-62 «Голиаф», считавшиеся одними из лучших в данном классе машин. При максимальном полетном весе до 6100 кг они развивали максимальную скорость 174 км/ч, могли держаться в воздухе 7 часов 40 минут. Одно время в НТК ВВС была даже выдвинута идея о необходимости поручить опытному отделу завода № 1 копирование «Голиафа» для постройки в серии (ее поддерживали члены первой (самолетной) секции НТК П. М. Крейсон и А. Н. Туполев). Против этого выступили другие члены секции, в том числе Н. Н. Поликарпов, и, благодаря твердой позиции в этом вопросе нового начальника секции, недавнего выпускника Военно-воздушной инженерной академии им. проф. Н. Е. Жуковского Сергея Владимировича Ильюшина, предполагаемую работу отменили и не стали доводить до исполнителя.
В начале октября 1925 г. опытному отделу завода № 1 было выдано задание на проектирование бомбардировщика Б-2 (другое обозначение — 2Б) с 4 двигателями «Либерти». Для получения приемлемых летных характеристик бомбовая нагрузка в задании была несколько снижена и стала составлять 1500 к г. Тогда же НТК ВВС поручило опытному отделу провести исследования по определению рационального числа и мощности двигателей.
В октябре 1925 г. Николай Николаевич выехал в командировку в Ленинград и Гатчину, где ознакомился с конструкцией бомбардировщика Фарман-62 «Голиаф».
Результаты проведенных исследований показали, что такие же, как и в задании, если не лучшие, летные характеристики можно получить с двумя моторами Райт «Торнадо» 111 мощностью 600 л.с. Предварительный проект машины Поликарпов направил для согласования в конструкторский отдел Авиатреста, который после совещания по машине, проходившего 10 декабря 1925 г. в Авиатресте, переслал его в НТК ВВС со своим заключением. НТК утвердил проект как основу для дальнейшей разработки. С января 1926 г. опытный отдел прекратил проектирование бомбовоза с двигателями «Либерти» и полностью переключился на создание его нового варианта с моторами Райт. Поэтому проект получил обозначение 2БР-2.
Ожидаемые характеристики машины были следующими: взлетный вес — 9150 кг, максимальная горизонтальная скорость— 180 км/ч.
20 февраля 1926 г. начальник опытного отдела Н. Н. Поликарпов и заведующий конструкторским полуотделом В. Л. Моисеенко направили в адрес НТК ВВС эскизный проект бомбардировщика 2БР-2. В кратком техническом описании машины отмечалось:
«…Бомбовоз предусмотрен как для ночного, так и для дневного действия и рассчитан на 5 человек команды:
1 летчик — командир корабля, 1 летчик, 1 передний пулеметчик — бомбометатель, 1 средний пулеметчик — артиллерист и 1 задний пулеметчик — помощник артиллериста.
Вооружение состоит из 5 пулеметов Льюиса: 2 на передней турели, 2 на средней (один из них съемный для перестановки в нижнее окно) и один в хвостовой части фюзеляжа за оперением…
Сиденья летчика-командира и летчика помещаются рядом в передней части фюзеляжа, и отсюда происходит управление моторами и самолетом. В самой носовой части фюзеляжа находится пулеметчик-бомбометатель с бомбосбрасывателями и прицельными приборами. Непосредственно за летчиком имеется отдельное помещение для радио, защищенное от шума звуконепроницаемыми стенками.
Бомбовые камеры находятся впереди и сзади помещения для бензина. Помещаются бомбы в четыре ряда по бокам фюзеляжа.
За крыльями на верху фюзеляжа имеется турель для среднего пулеметчика-артиллериста, нижнее окно допускает возможность обстреливать нижнюю полусферу.
В хвостовой части фюзеляжа находится 5-й человек команды — задний пулеметчик, который является защитником тыла самолета и помощником среднего пулеметчика.
По всему фюзеляжу от носовой части до хвоста идет удобный проход, по которому команда может свободно сообщаться и взаимно друг друга поддерживать и заменять в боевой обстановке.
Из фюзеляжа есть выход на крылья и доступ к моторам как во время стоянки, так и в полете.
Самолет оборудован освещением, отоплением, автоматическими сигнальными приборами, автоматическими огнетушителями, телефоном, радиотелефоном и всеми аэронавигационными современными приборами…»
НТК ВВС не спешил давать заключение по машине. Причина была в том, что 26 ноября 1925 г. летчик А. И. Томашевский поднял в воздух первый экземпляр самолета АНТ-4. После доводки 15 февраля 1926 г. состоялся второй, более продолжительный полет. Заводские испытания проходили успешно, и 26 марта 1926 г. АНТ-4 был передан на государственные испытания.
Так как АНТ-4 полностью удовлетворял требованиям ВВС, то было решено пересмотреть программы по созданию тяжелых машин и для этой цели созвать специальную межведомственную комиссию.
Комиссия, проанализировав деятельность конструкторских коллективов различных заводов, пришла к мнению о необходимости приостановить проектирование 2БР-2.
28 сентября 1926 г. Авиатрест издал приказ № 7153/31 о выделении из состава завода № 1 опытного отдела и о преобразовании его в Отдел сухопутного самолетостроения (ОСС) ЦКБ Авиатреста, причем заведующий Отделом непосредственно подчинялся техническому директору Авиатреста. Благодаря этому конструкторский коллектив численно вырос, стал способен решать более сложные и разнообразные задачи. По состоянию на 1 сентября 1927 г. в ОСС насчитывалось 164 человека, из них 62 — в конструкторском полуотделе. Общая структура ОСС повторяла структуру опытного отдела.
Одновременно был создан Отдел морского самолетостроения (ОМОС) во главе с Д. П. Григоровичем и Отдел опытного моторостроения (ОМО) (заведующий — А. А. Бессонов). Все указанные отделы являлись независимыми друг от друга и от дирекций заводов, но объединялись в Центральное конструкторское бюро Авиатреста на правах структурных подразделений. Конструкторская часть упразднялась. Считалось, что такая организация позволит гибко и взаимосвязанно управлять процессом проектирования новых машин в масштабах всего Авиатреста.
Несмотря на общую отличную оценку АНТ-4 по первому этапу испытаний, полностью оправданную («первоклассный самолет»), государственные испытания опытных экземпляров АНТ-4 с различными двигателями продолжались очень долго. Они завершились лишь в марте 1929 г. Самолет был принят на вооружение и под маркой ТБ-1 запущен в серийное производство.
Однако в середине 1926 г. внешнеполитическая обстановка стала накаляться. В связи с надвигающимся десятилетием Советской власти непримиримая часть эмиграции устроила шумную кампанию против СССР. Ее поддержали с различными политическими целями и некоторые круги западных государств. В это время внутри страны шла острая борьба между группировками Троцкого и Сталина. Перед лицом надвигающейся войны требовалось усилить армию, авиацию.
Организовать в кратчайшие сроки массовый выпуск тяжелых бомбардировщиков ТБ-1 не представлялось возможным. Проблема состояла не только в недоведенности самолета в 1926 г. В стране не хватало алюминия, листового и фасонного проката черных и цветных металлов, станочного оборудования, квалифицированных рабочих. Даже спустя четыре года, в конце 1930 г., производством алюминиевых сплавов и полуфабрикатов в стране занимались всего три завода: ГАЗ № 1 (100 тонн в год), Кольчугинский завод (72 т/год), им. Ворошилова (322 т/год). До начала 30-х гг. хром у нас не вырабатывался. Электрон выпускал лишь ГАЗ № 1, и то в мизерных количествах ограниченного ассортимента. Для преодоления указанных трудностей требовались целенаправленная государственная политика и время. Война же могла начаться в любой момент.
В этих условиях было принято решение о проектировании деревянного бомбардировщика Л2. А. Н. Туполев выступил против него, считая, что оно не будет способствовать концентрации усилий авиапромышленности на ускорении организации серийного выпуска ТБ-1. В результате переговоров был достигнут компромисс, согласно которому новый бомбардировщик решили серийно строить лишь в военное время.
В августе 1926 г. НТК ВВС вместо задания на проектирование бомбардировщика 2БР-2 выдал опытному отделу задание на разработку деревянного бомбовоза Л2 с двумя моторами М-5, в связи с чем машина получила обозначение Л2-2М5. В конструкции машины жестко регламентировалось количество используемого металла, включая гвозди и шурупы.
Николай Николаевич понимал, что с двумя моторами мощностью по 400 л.с. хорошие летные характеристики бомбардировщика получить трудно. Он поставил вопрос о двигателе перед руководством Авиатреста. В ходе всестороннего обсуждения проблемы на заседании Техсовета Авиатреста 29 сентября 1926 г. была признана нецелесообразной постройка Л2 с моторами М-5. Авиатрест обратился в НТК ВВС с предложением проектировать бомбардировщик Л2 с двигателями «Лоррен-Дитрих» мощностью 450 л.с. или Райт «Торнадо» 111 мощностью 600 л.с. Такая корректировка задания была санкционирована Научно-техническим комитетом с оговоркой, что необходимо предусмотреть установку любого типа двигателя из имеющихся в наличии, в том числе и разных типов одновременно. Вариант с мотором «Лоррен-Дитрих» считался основным. Самолет получил новое обозначение Л2-2ЛД450. Заявленные в технических требованиях летные характеристики были достаточно скромными: максимальная горизонтальная скорость у земли — 165–170 км/ч, посадочная скорость — 85–90 км/ч, время набора высоты 3000 метров — 40–45 минут.
Весь комплекс технических требований можно было успешно реализовать лишь в схемах биплана или полутораплана. Во-первых, потому что пространственная ферма коробки крыла обеспечивала необходимую прочность и минимальный вес при использовании дерева как основного конструкционного материала; во-вторых, удовлетворительно решался вопрос об установке любого двигателя: коробка крыла с выносом давала возможность разместить моторы вблизи центра масс. Самолет, выполненный по схеме биплана, мог быть дешевле, схема полутораплана сулила более высокие летные характеристики. Под руководством Н. Н. Поликарпова одновременно началась разработка машины и в той, и в другой схеме.
Работы, однако, продолжались недолго. 8 декабря 1926 г. бомбовоз Л2-2ЛД450 был снят с программы опытного строительства.
Международная обстановка вокруг СССР продолжала оставаться сложной. В феврале 1927 г. английский министр иностранных дел О. Чемберлен выступил с угрозами в адрес Советского Союза. Ультиматум Чемберлена показал, что успокаиваться рано.
2 марта 1927 г. вновь последовал приказ о возобновлении работ по Л2-2ЛД450 и о повторном включении машины в текущие планы. С лета 1927 г. изменилась система обозначений самолетов. Л2-2ЛД450 был переименован в ТБ2-2ЛД450, что означало: тяжелый бомбардировщик второй с двумя моторами «Лоррен-Дитрих» мощностью 450 л.с.
В июне 1927 г. обсуждался вопрос о возможности установки на ТБ-2 двух немецких моторов БМВ-VI или М-14 отечественной разработки (если последний выйдет из стадии испытаний).
27 августа 1927 г. Н. Н. Поликарпов подписал эскизный проект бомбовоза в вариантах биплана и полутора-плана. Отличительной особенностью данного варианта полутораплана от последующих разработок являлось использование трапециевидной формы верхнего и нижнего крыла с полукруглыми законцовками. Для обеспечения возможности установки различных двигателей на правую и левую консоли нижнего крыла был спроектирован киль с изменяемым углом установки. Ожидаемые летные характеристики машины превышали требования ВВС: максимальная горизонтальная скорость у земли составляла 180 км/ч, посадочная скорость — 90 км/ч, время набора высоты 3000 метров — 35 минут. Полетный вес достигал 6500 к г.
14 сентября 1927 г. Поликарпов доложил о машине на заседании Технического совета Авиатреста, вновь заостряя внимание на проблеме двигателя. Было внесено предложение о проработке варианта с моторами БМВ-VI. Члены Тех-совета дали высокую оценку этому проекту. А. Н. Туполев в своем выступлении выразил следующее мнение, созвучное с мнением большинства участников совещания:
«1) Направление работ ОСС по данному самолету надлежит признать правильным и поручить ОСС разработку проекта продолжить.