На разработке новых гидросамолетов настаивал командующий авиацией ВМФ генерал-полковник Е.Н. Преображенский, и его в этом поддерживал главнокомандующий ВМФ адмирал флота Н.Г. Кузнецов. В процесс обновления парка летательных аппаратов морской авиации были вовлечены значительные силы: ОКБ С.В. Ильюшина и А.Н. Туполева разрабатывали торпедоносцы Ил-28Т и Ту-14.
Не дожидаясь директив, в мае 1947 г. Бериев начал инициативную разработку реактивной летающей лодки — морского разведчика. Была выбрана двухреданная схема с прямым крылом типа «чайка», с однокилевым оперением и высокорасположенным стабилизатором.
Два реактивных двигателя располагались на крыле, их воздухозаборники, по расчетам конструкторов, находились вне зоны распространения брызговых струй. Новая машина, по замыслу Бериева, должна была иметь следующие характеристики:
Инициативу ОКБ-49 поддержали моряки, хотя свою роль в сроках развертывания работ сыграло то, что в 1947 г. адмирал Н.Г. Кузнецов был отстранен от должности, а в начале 1948-го вместе со своими ближайшими помощниками оказался под скорым и неправедным судом.
Тем не менее, 12 июня 1948 г. вышло Постановление СМ СССР за № 2061-803сс о создании реактивного гидросамолета. Эта машина, получившая в ОКБ обозначение «Р», должна была иметь два двигателя РД-45 (лицензионный вариант английского ТРД «Нин»), максимальную скорость 750–800 км/ч на высоте 5000 м, техническую дальность полета 2000 км, практический потолок 12 000 м. Основное назначение изделия «Р» определялось как морской разведчик, который мог бы использоваться и в качестве бомбардировщика, беря в перегрузку до 1000 кг бомб.
По максимальной скорости самолет «Р» не уступал основным на тот период американским палубным реактивным истребителям FH1 «Phantom» и F9F «Panter», не говоря уже о поршневом F8F «Bearcat». А вот дальность полета из-за «прожорливости» первых реактивных двигателей была явно недостаточна для морского разведчика. Однако, сообразуясь с мнением И.В. Сталина, что «Воевать будем не у берегов Америки!», следовало заботиться прежде всего о прочной обороне морских рубежей СССР, а для этого тактических возможностей первенца реактивного гидроавиастроения хватало.
Правительственным постановлением предусматривалось проведение государственных испытаний в декабре 1949 г. Выдержать такие сроки было очень сложно, ведь коллектив ОКБ-49 в тот период был совсем небольшим, в его структуре не было даже отделов. Самая большая бригада лодки имела численность менее 30 человек. Бригада крыла и оперения состояла из 20 чел. Бригада управления с группой гидропневмосистем насчитывала не более 15 человек. В состав конструкторских подразделений также входили бригады силовых установок, электрорадиооборудования и общего оборудования.
Отделом предварительного проектирования руководил А.С. Корытин, под его началом работали на рубеже 1950-х А.К. Константинов и А.Г. Богатырев.
Силы ОКБ в основном концентрировались на проводимых параллельно с темой «Р» работах по Бе-6, в результате чего проектирование реактивной лодки быстро выбилось из установленного графика.
В назначенный срок ОКБ-49 смогло предъявить заказчику только макет. По этому поводу вышло еще одно Постановление СМ за № 2474-974сс от 10 июня 1950 г. — о переносе государственных испытаний изделия «Р» еще на год. Этим же документом предписывалось заменить двигатели РД-45 на более мощные ТРД ВК-1, а вместо 20-миллиметровой пушки в кормовой установке использовать орудие калибром 23 мм.
Макет перекомпонованной летающей лодки был предъявлен комиссии 21 марта 1951 г. Он был в целом одобрен. Среди замечаний, выдвинутых военными, стоит отметить требование расширить номенклатуру бомбовой нагрузки и рассмотреть возможность подвески двух мин АМД-500.
Естественно, что дальность полета была признана не соответствующей тактико-техническим требованиям авиации ВМФ, с чем не согласился Г.М. Бериев, ссылавшийся на то, что этот параметр будет обеспечен в соответствии с цифрами, указанными в Постановлении СМ СССР. Полемика по этому поводу между командованием морской авиации и ОКБ продолжалась до самого окончания работ по машине «Р».
В окончательном варианте первая советская реактивная летающая лодка, получившая индекс Р-1, имела взлетную массу 17 000 кг и оснащалась двумя ТРД типа ВК-1 с тягой на взлетном режиме по 2700 кг. Двигатели размещались на стыках консолей с центропланом. Для удобства эксплуатации на земле и на плаву обечайки воздухозаборников и боковые крышки капотов сделали откидными. В открытом положении они служили в качестве площадок для работы на двигателях. На гондолах предусмотрели возможность подвески стартовых ускорителей.
В ноябре 1951 г. первый прототип Р-1 был закончен постройкой и передан на заводские летные испытания на гидробазу ОКБ в Таганроге. Пилотировать его должен был летчик-испытатель НИИ-15 ВМС полковник И.М. Сухомлин.
22 ноября начались пробежки, и сначала ничто не предвещало неприятностей. Обычно самолет выпускали в первый полет после пробежек на скоростях до 0,7 взлетной. В этом диапазоне скоростей Р-1 вел себя нормально, но когда решили выполнить пробежку на скорости, равной 0,8 взлетной (свыше 165 км/ч), начались продольные колебания такой силы, что самолет выбрасывало из воды. Один раз машина чуть не встала на хвост, и только мгновенная реакция летчика предотвратила катастрофу.
При детальном разборе стало ясно, что испытатели столкнулись с совершенно новым явлением, позже получившим название «гидродинамический барьер неустойчивости». Выход из создавшегося положения попытались найти, изменяя балансировку руля высоты и угол установки стабилизатора, после чего 27 ноября пробежки возобновились.
К сожалению, принятые меры не дали никакого эффекта. С началом ледостава на Азовском море 7 декабря испытания были прерваны до весны 1952 г.
За зиму специалисты ОКБ и гидродинамики ЦАГИ так и не смогли «взять барьер», и на пробежках 13, 15, 18, 19 апреля результаты были теми же, что и в прошлом году. Снова стали менять балансировку руля высоты и элеронов, но новая серия пробежек 18 и 19 мая опять была безрезультатной.
В принципе испытатели уже догадывались, что вероятной причиной раскачки является необычно большое разрежение в области за реданом, поэтому следующим этапом «укрощения» Р-1 стала организация дренажа днища через отверстия в межреданной части лодки и открытый люк фотоотсека.
Кроме того, пружину сервокомпенсатора руля направления заменили на жесткую тягу. Пробежки с этими доработками 21 мая положительных результатов тоже не принесли, и тогда на месте люка решили установить более эффективный с точки зрения подачи воздуха в дренажную систему регулируемый ковшовый воздухозаборник.
Чертежи на это устройство выпускали в срочном порядке в выходной день. Как вспоминает А.Н. Степанов, тогда техник-конструктор, «…работали человек 10–12, не разгибаясь с 8 утра и часов до 8 вечера. Целый день с нами были Герасимов и Клицов (руководитель бригады лодки и его заместитель, — Прим. авторов), и все время в зале, где мы работали, сидел «главный» (Г.М. Бериев, — Прим. авторов). Сидел молча, ни во что не вмешиваясь. Ушел только после того, как подписал последний чертеж, а мы «отметили» окончание работы коллективным ужином».
На пробежках 24 мая при открытом воздухозаборнике продольные колебания самолета стали менее интенсивными, резко возрастая при его закрытии. Это уже был «свет в конце туннеля».
29 мая Р-1 с новым управляемым воздухозаборником, установленным между 29-м и 31-м шпангоутами, более-менее устойчиво глиссировал на скоростях до 196 км/ч, и на следующий день решено было вновь попытаться поднять машину в воздух.
И вот 30 мая 1952 г. летчик-испытатель И.М. Сухомлин и бортмеханик С.И. Кондратенко совершили на Р-1 первый полет. В воздухе на скорости свыше 370 км/ч возникла тряска хвостовой части, а на посадке лодка сделала три небольших «барса» («барсы» — самопроизвольные кратковременные отрывы гидросамолета от воды).
Успех был налицо — первый отечественный реактивный гидросамолет мог взлетать и садиться, но это не означало, что гидродинамический барьер неустойчивости остался позади.
На борьбу с бафтингом и «барсами» специалисты ОКБ вместе со специалистами ЦАГИ затратили все лето 1952 г. Во время интенсивных испытательных полетов опробовались различные варианты обводов лодки, хвостовой части самолета и конфигурация взлетно-посадочной механизации.
Менялись величины затяжки пружинных сервокомпенсаторов руля направления, устанавливались и снимались обтекатели на блистерах прицельных станций кормовой пушечной установки и на саму установку, Т-образные профили и пластины различных размеров на заднюю кромку руля направления.
Наконец, после многочисленных экспериментов на моделях в гидроканале ЦАГИ выяснилось, что на больших предвзлетных скоростях за реданом образуется зона разряжения и возникающие при этом перепады давления приводят к продольной раскачке и выбросу самолета из воды. Было решено высоту редана взять равной 10–12 % ширины лодки, а не 2–3 %, как для поршневых самолетов, имеющих значительно меньшие предвзлетные скорости глиссирования.
При высоком редане струи воды на глиссировании не в состоянии подняться выше бортовых скул и закрыть доступ атмосферному воздуху под днище лодки. Кроме того, передний редан сдвинули назад на 300 мм, заменили воздухозаборник дренажной системы на новый, увеличенной площади, часть дренажных отверстий перенесли на вертикальную стенку редана, переделали обтекатель стыка стабилизатора с килем и руль направления.
Доработки Р-1 проходили в октябре — ноябре 1952 г., совместно с ремонтом повреждений, полученных 3 октября 1952 г. во время первого полета летчика-испытателя Г.И. Бурьянова, недавно закончившего Школу летчиков-испытателей МАП (два вывозных полета он совершил 26 сентября). На посадке при скорости 190 км/ч начались «барсы», и машину несколько раз подбросило на высоту до 4 м (максимальная перегрузка в носу лодки составила 10,6 g).