Тип 15 М-25 424
Всего 1571
Самолет И-16 являлся самым массовым истребителем ВВС РККА, поэтому неудивительно, что он послужил предметом многочисленных модификаций и доработок, особенно в отношении вооружения. Наиболее удачными являлись конверсии самолетов тип 6 и тип 12. Наступательные возможности усилили за счет бомб. С 10 февраля по 3 марта 1937 г. в НИИ ВВС проходил испытания истребитель, способные нести на внешней подвеске до 280 кг бомб. На четырех бомбодержателях ДЕР-32 подвешивались 10-кг бомбы АО-10, на двух ДЕР-3 — бомбы ФАБ-100. Данный вариант вооружения, однако, в серийное производство не передавался.
В конце 1937 г. под руководством Боровкова в Горьком был разработан штурмовой вариант самолета. Прототип И-16 тип 9 (заводской номер 92111) совершил первый полет 27 декабря, в серию он также не передавался. В центроплане монтировалось шесть пулеметов ШКАС, которые могли отклонятся в вертикальной плоскости на угол до -9 град. Шасси — неубираемое, стойки заключены в обтекатели. Неубираемое шасси, к неожиданной радости летчиков улучшило устойчивость самолета. Устранение ниш для колес позволило смонтировать в нижней части фюзеляжа держатели для шести 25-кг бомб.
Истребитель И-16 был вооружен гордостью советской промышленности — пулеметами ШКАС скорострельностью 1800 выстрелов в минуту, однако оружейники не почивали на лаврах. В 1937 г. создатели ШКАСа Шпитальный и Комарицкий предложили ультраШКАС скорострельностью 2400 выстрелов в минуту. Раньше чем начались испытательные стрельбы ультраШКАСа, два инженера, Савин и Норов, представили в 1935 г. на испытания еще один авиационный пулемет СН скорострельностью 2800–3000 выстрелов в минуту. В 1936 г. пулемет успешно прошел стрельбовые испытания, а в 1937 г. был рекомендован к серийному производству. Пулеметами СН немедленно вооружили истребители И-16; И-16 с пулеметами СН получили обозначение тип 19, несмотря на то, что кроме вооружения самолет ничем не отличался от И-16 тип 10. Пулеметами СН заменили крыльевые ШКАСы, синхронные пулеметы остались прежними — ШКАСы. В начале 1939 г. завод № 21 изготовил три И-16 тип 19 (заводские номера 1921111, 19212 и 19213). С 17 по 26 марта самолеты испытывал заводской летчик-испытатель Томас Сузи. По результатам испытаний было рекомендовано построить партию таких самолетов. Но массовое производство посчитали нецелесообразным. Под обозначением И-16СН истребители передали в ВВС. Весной 1939 г. на вооружение ВВС РККА был принят авиационный пулемет ультраШКАС. Истребители, вооруженные ультраШКАСАми и СН, приняли участие в войне с Финляндией зимой 1939–1940 г.г.
Изучалась возможность установке на истребитель оружия более крупного калибра. Эти работы велись зимой 1938-39 г.г. на заводе № 156 в Москве лично под руководством Николая Николаевича Поликарпова. Главным образом, рассматривались способы монтажа синхронных крупнокалиберных пулеметов над двигателем. Установка более тяжелых пулеметов в носу самолета позволила бы сместить вперед центр тяжести планера, увеличив тем самым запас устойчивости по тангажу, что, в свою очередь, делало самолет более стабильной платформой при стрельбе. В конце 1939 г. началась доработка под крупнокалиберные пулеметы двух истребителей, взятых из авиационной бригады, дислоцировавшейся в Люберцах. На одном самолете (заводской номер 1021332) демонтировали крыльевые ШКАСы. а в носовой части фюзеляжа чуть ниже оси самолета установили два 12,7-мм пулемета конструкции Березина. Размещение пулеметов и ящиков под боекомплект (440 патронов) привело к необходимости уменьшить емкость фюзеляжного топливного бака. Общую емкость баков удалось сохранить на прежнем уровне за счет монтажа крыльевых баков. Самолет получил обозначение И-16СО (Синхронизированный Опытный). Испытания проводились с 23 марта по 9 апреля 1939 г. Вариант с двумя 20-мм пушками ШВАК получил обозначение И-16ПС (Пушечный Синхронизированный), испытания этого самолета проводились параллельно с испытаниями И-16СО. Пушки монтировались на самолете с заводским номером 521570; они были настолько длинными, что казенные части пушек выступали в кабину летчика. Боекомплект — по 175 снарядов на ствол. Внешне И-16СО и И-16ПС были практически идентичны исходным самолетам. Оба истребителя успешно прошли испытания, в ходе которых даже производился отстрел оружия с отключенным стабилизатором. Самолеты доказали способность летать с простреленными лопастями воздушных винтов. С другой стороны, испытания выявили недостатки, главным из которых стало попадание пороховых газов в кабину и в карбюратор двигателя. На самолете в пушечном исполнении этот дефект проявлялся более ярко, поэтому к серийному производству рекомендовали вариант с пулеметами Березина.
Неизвестно, была ли построена серия истребителей с пулеметами Березина (в технической документации самолеты обозначались ЦКБ-150). но весной 1939 г. эти машины вызывали значительный интерес. В конечном итоге на самом высоком уровне данная модификация рекомендовалась в массовое производство, причем освоению этого вариант придавался наивысший приоритет на всех заводах, выпускавших истребители И-16. Задержка с выпуском самолетов была связана с нехваткой пулеметов — оружейные заводы не успевали выпускать их в достаточном количестве. Массовый выпуск И-16 с пулеметами БС (Березин Синхронный) начался с середины 1940 г., истребитель получил обозначение И-16 тип 29.
Другим направлением модернизации И-16, которое курировал лично Поликарпов, стало создание высотного варианта. Создание высотного истребителя являлся вообще приоритетной задачей, поставленной перед советскими авиационными КБ в конце 30-х годов. В рамках работ по создание высотных самолетов в ЦИАМе разрабатывался турбокомпрессор ТК-1 с приводом от выхлопных газов двигателя. Самолет с турбокомпрессором сохранял летные характеристики на примерно одном уровне до высоты 10 000 м.
Для изучения проблем высотных полетов несколько самолетов И-16 были оборудованы турбокомпрессорами ТК-1 (по два на каждый самолет). Турбокомпрессоры имели диаметр 285 мм, разместить их под капотом двигателя сразу за цилиндрами оказалось непростой задачей. Первый И-16В с двигателем М-225А и двумя турбокомпрессорами ТК-1 вышел на испытания во второй половине 1938 г. Он стал первым советским высотным истребителем. Чуть позже начались испытания высотных И-16 с двигателями М-25В и М-62. Установка турбокомпрессоров ТК-1 резко увеличило вероятность возникновения пожара в полете, поскольку горячие отработанные газы турбокомпрессора выводились по бортам деревянного фюзеляжа. Чтобы снизить пожароопасность, центроплан крыла и борта фюзеляжа обшили стальными листами.
В течение 1939 г. испытания опытных высотных истребителей продолжились. Оснащенный двумя турбокомпрессорами ТК-1 самолет И-16 заводской номер 1021582 с двигателем М-25В достиг скорости 494 км/ч на высоте 8600 м. а после установки мотора М-62 максимальная скорость превысила значение 500 км/ч. Изучалась возможность установки на И-16 гермокабины ГК, но это оказалось невозможным. Дело было вовсе не в дополнительной массе, которую давала гермокабина (всего 29 кг), а в том что местоположение этой дополнительной массы окончательно переводила самолетов в разряд неустойчивых, смещая назад центр тяжести. Вероятно именно по причине невозможности установки на И-16 гермокабины дальнейшие работы по высотным вариантам истребителя прекратили.
Помимо значительных доработок. в конструкцию И-16 вносились и более мелкие изменения:
— эксперименты с переносом воздухозаборника карбюратора из нижней в верхнюю часть капота двигателя.
— замена хвостового костыля хвостовым колесом (1940 г.).
— установка фонаря с плоскими поверхностями остекления, снижающими бликообразование.
— монтаж нового закрытого фонаря кабины. Доработанный таким образом в марте 1938 г. И-16 заводской номер 5210601 испытывали Табаровский, Супрун и Никашин, новый фонарь не понравился никому.
— в 1937 г. И-16 заводской номер 5210671 подготовили к установлению женского рекорда скорости. Лететь на рекорд предстояло Валентине Гризодубовой, но осенью того же года машину разбил Валерий Чкалов.
— летом 1940 г. в военно-морских авиаремонтных мастерских два истребителя И-16 тип 24 оснастили бомбодержателями, рассчитанные на подвеску 10 15-кг авиабомб или одной 100-кг бомбы. Самолеты проходили испытания в авиационной бригаде № 62 Черноморского флота.
— летом 1941 г. на двух истребителях И-16 тип 29 смонтировали по четырем направляющих (по две под каждой плоскостью крыла) для реактивных снарядов PC-132. Испытания самолеты проходили с 18 по 26 июня.
— в первой половине 1941 г. значительное количество истребителей И-16 оборудовали бомбодержателями для подвески или двух 100-кг бомб, или двух подвесных дополнительных топливных баков ПСБ-1.
Перечисление экспериментов с участием И-16 было бы не полным без упоминания опытов по дозаправке самолетов в воздухе. Разработка системы дозаправки в воздухе началась в 30-е г. специализированным конструкторским бюро № 1 ВВС, руководил проектированием инженер Запакованный. Летные эксперименты проводились сначала с участием бомбардировщиков ТБ-1 и разведчиков Р-5. К 1935 г. удалось полностью отработать чертежи системы, достаточно простой на бумаге. По идее процесс выглядел следующим образом: с ТБ-1 сбрасывался шланг, со шлангом специальной штангой, установленной по левом у борту, стыковался истребитель И-16. После окончания приема топлива происходило автоматическое рассоединение штанги и шланга. Уже первые полеты выявили невозможность летчика истребителя уравнивать скорость самолета со скоростью заправщика регулируя обороты двигателя штатным сектором газа. Испытания продолжили в июне 1936 г., после того как сектор газа был перенесен на ручку управления. Летали летчики-испытатели Соколов. Супрун и Евсеев.
Опытнейший пилотажник лейтенант Евсеев в июне 1936 г. осуществил два первых успешных контакта с танкером в воздухе. Результаты этих испытания были востребованы после окончания второй мировой войны при отработке системы дозаправки в воздухе реактивных самолетов.
В 1939 г. мало кто сомневался, что эра истребителя И-16 близка к завершению. Даже установка моторов М-62 и М-63 не позволила самолету превысить скорость 500 км/ч. Существенно улучшить летные характеристики И-16 можно было путем установки двигателя М-64 взлетной мощностью 1200–1300 л.с. Этот двигатель конструкторы прождали до 1941 г., однако М-64, последний девятицилиндровый мотор, так и не поставили на поток.
Поликарпов считал возможным несколько улучшить аэродинамику самолета заменой полотняной обшивки на фанерную. Летом 1939 г. на И-16 заводской номер 1721103 установили фанерную обшивку толщиной 2,5 мм. аналогичную процедуру провели с И-16 тип 24. Последний на испытаниях в НИИ ВВС достиг скорости 489 км/ч, больше, чем серийные истребители. Однако прирост скорости был связан скорее с установкой двигателя М-63, хотя и гладкая обшивка внесла свой вклад. Рекомендация о внедрении новой обшивки в серийное производство реализована не была.
Серия испытаний, проведенная в 1939 г., показала — улучшить характеристики И-16 как истребителя невозможно. Однако стоит попробовать добиться лучших пикирующих свойств самолета. Для этого следовало стабилизатор устанавливать с небольшим положительным углом атаки. Исследования показали, что комбинация задней центровки и нейтральной установки стабилизатора создавала слишком большие усилия на ручке при переводе летчиком самолета в пикирование. На истребителей первых серий этот недостаток проявлялся не так явно, поскольку они не имели бронеспинок, аккумуляторных батарей, радиостанций, проще говоря — у них центр тяжести находился ближе к носовой части, чем у И-16 поздних выпусков, на которых центр тяжести находился на 35 % длины средней аэродинамической хорды крыла. Испытания, проведенные в 1939 г., показали, что зона неустойчивости самолета на режиме пикирования с убранным шасси начинается при смещении центра тяжести на 32–33 % длины средней аэродинамической хорды крыла. Летчик-испытатель капитан Хабаровский разбился на И-16 заводской номер 1021101 когда центровка самолета составляла 33,6 % САХ. В результате было принято решение ограничить центровку строевых истребителей значением 33 % САХ. Неустойчивость по тангажу на И-16 преодолеть так и не удалось, самолет оставался неустойчивой платформой для ведения прицельной стрельбы. Проблема заключалась в изначально неверном распределении массы планера.
В 1939 г. летчик-испытатель Станкевич отлетал на И- программу по теме ЦАГИ «Определение усилий на ручке управления, педалях и рулях». Станкевич писал в отчете:
— Самолет нестабилен, усилия на ручке составляют 4–5 кг при отклонении ручки вперед, поддерживать крейсерскую скорость полета постоянной, не прибегая к изменению числа оборотов двигателя, крайне утомительно для летчика. Выполнение фигур высшего пилотажа затруднено. С выпуском посадочных щитков устойчивость по каналу тангажа ухудшается, от летчика требуется прилагать к ручке большие усилия. Выпуск щитков провоцирует самолет к опрокидыванию на хвост, из-за чего приходится отдавать ручку от себя, что в свою очередь способствует переходу самолета в пикирование. При выходе на большие углы атаки неустойчивость проявляется внезапно. На взлете самолет хвост отрывает неохотно, иногда чтобы оторвать хвост приходится давать ручку от себя. В наборе высоты с постоянным углом тангажа самолет имеет тенденцию к сваливанию вправо, в этом случае парировать правый крен элеронами не всегда возможно.
Несмотря на многочисленные отрицательные отзывы и несоответствие летных характеристик И-16 характеристикам новейших зарубежных истребителей, правительство приняло решение продолжить в 1940 г. серийный выпуск самолета. В 1940 г. выпуск И-16 достиг своего пика, хотя завод № 21 готовился к освоению И-180.
В 1940 г. завод № 21 выпускал следующие модели истребителей И-16:
Тип 18 М-62 с подвесными баками (ПБ)
Тип 24 М-63 без ПБ
Тип 24 М-63 с реактивными снарядами (PC)
Тип 24 М-63 с РС и ПБ
Тип 24 М-63 с ПБ и радиостанцией РСИ-3
Тип 24 М-63 с PC и радиостанцией РСИ-3
Тип 24 М-62 с ПБ
Тип 28 М-63 с ПБ
Тип 28 М-63 без ПБ
Тип 28 М-63 с ПБ РСИ-3
Тип 15 М-25В (УТИ-4)
Начиная со второй половины 1940 г. весь этот винегрет уступил место одной модели — истребителю И-16 тип 29. В последней модификации И-16 нашли отражения все усилия оружейников по отработке наилучшего варианта вооружения самолета. Тип 29 был оснащен двумя ШКАСами, смонтированными над двигателем, и двумя пулеметами БС калибра 12,7 мм, установленными в нижней части фюзеляжа между нишами шасси. Все пулеметы — синхронные. В крыле И-16 тип 29 вооружение не устанавливалось, но под плоскостями предусматривалась возможность монтажа шести направляющих для реактивных снарядов РС-82 или пилонов для двух подвесных топливных баков.
Всего в 1940 г. было изготовлено 2210 истребителей И-16 всех модификаций:
Тип 18/24 — 760
Тип 28 — 277
Тип25(И-180) — 1
Тип 29 — 570
Тип 15 (УТИ-4) — 600
В общее число не включены два истребителя И-16 тип 29, предназначенных для статических испытаний на прочность. Кроме того, 125 самолетов не приняла военная приемка: 45 И-16 тип 15 и 80 И-16 тип 29. Эти истребители включили в производственный план 1941 г. Помимо самолетов, 21-й завод изготовил 7590 дополнительных топливных баков из фибры и 294 полевых модернизационных комплекта, позволяющих конверсировать И-16 тип 10 в И-16 тип 18 путем установки двигателя М-62. На самолеты было установлено 165 приемо-передающих радиостанций РСИ-3, предназначенных для связи с землей.
1940 г. стал последним годом официального серийного производства истребителей И-16. В декабре 1940 г. завод № 21 должен был полностью перейти на выпуск истребителей ЛаГГ-3 (заводское обозначение «изделие 31»). На заводе сложилась сложная ситуация, в 1939-40 г.г. Поликарпов приложил массу усилий, чтобы наладить в Горьком выпуск самолетов И-180, но истребитель пал жертвой интриг и просто своей невезучести. На 1940 г. планировалось изготовление первой серии из десяти И-180, затем количество самолетов в первой серии увеличили до 20, но в феврале 1940 г. от постройки И-180 отказались вообще. Через небольшой период времени наркомат авиапромышленности заказал уже ПО истребителей И-180. В начале 1941 г. на заводе в разной степени сборки находилось семь И-180, но все работы по их изготовлению прекратились еще в сентябре 1940 г., когда машину окончательно вычеркнули из производственной программы завода. Вместо И-180 ГАЗ № 21 получил задание освоить истребитель Пашинина И-21, чуть позже — И-200 (МиГ-1), но в конечном итоге — ЛаГГ-3. Конструкция ЛаГГ-3 на 35 % состояла из древесины, в то время как И-16 был деревянным всего на 10 %. Подтвердилось убеждение Поликарпов, что в силу определенной специфики, советский боевой самолет следует строить из советского дерева. В условиях неразберих с преемником И-16 завод № 21 понемногу выпускал «ишачков». В 1941 заказчик получил 80 И-16 тип 29 и недостроенные по плану 1940 г. двухместные УТИ-4 (план 336 самолетов, поставлено 256). Затем завод стал выпускать только «изделие 31» — истребитель ЛаГГ-3.
В 1936 г. истребитель И-16 имел отличную репутацию. Основные дефекты самолета уже устранили, серийное производство на заводе № 21 вошло в ритм, а в 1937 г. инженеры рассчитывали получить на самолете скорость 520 км/ч. Неудивительно, что появилась идея начать производство истребителей данного типа еще на одном заводе.