В ожидании подходящего двигателя воздушного охлаждения Николай Николаевич для загрузки ОКБ взял задание на разработку двухмоторного тяжелого истребителя сопровождения (ТИС). Самолет представлял собой дальнейшее развитие семейства многоместных пушечных истребителей МПИ-1, МПИ-2, МПИ-3. Первоначально делались прорисовки конструкции с различными двигателями, включая М-90 и М-71 (январь-апрель 1940 г.). Ввиду затяжки с разработкой последних, остановиться пришлось на более доведенных моторах жидкостного охлаждения. Эскизный проект был готов к 18 сентября 1940 г. Для крыла использовался профиль NACA-23012.
Н. Н. Поликарпов так характеризовал основные особенности машины в «Докладной записке к эскизному проекту»:
«Предлагаемый нами самолет запроектирован как скоростной двухместный истребитель дальнего действия с двумя моторами АМ-35 или АМ-37.
1. По аэродинамическим расчетам эскизного проекта, скоростные данные самолета ТИС не уступают лучшим одноместным истребителям, а именно:
Vmax с мотором АМ-35А = 625 км/ч на высоте 8000 м, а с мотором АМ-37 = 652 км/ч на высоте 7400 м.
2. Техническая дальность на 0,9 Vmax колеблется от 1200 км с нормальным запасом бензина до 1920 км в перегрузочном варианте.
3. Вооружение самолета состоит из неподвижных установок, стреляющих вперед: 4 ШКАСа, 2 пушки ШВАК калибра 20 мм, 2 крупнокалиберных пулемета Березина и 2 подвижных ШКАС для задней полусферы.
4. Для расширения возможности боевого применения самолета поставлены две бомбовые балки под фюзеляжем емкостью до 500 кг каждая, и, кроме того, можно, заменив бензобак, стоящий в фюзеляже, на меньший (-200 кг [бензина]), подвешивать 4 бомбы по 100 кг внутри фюзеляжа на выпускной кассете для сбрасывания с пикирования.
5. Конструкция и технология самолета ТИС в основном будут такие же, что и самолета СПБ (с учетом новейших достижений технологии), что значительно облегчает нам его проектирование и производство.
6. Для создания хорошей устойчивости нами предусматривается центровка 22,5 % САХ, длинный (до 2,75 САХ) хвост, большое горизонтальное оперение (18 % площади крыла) и маломоментный профиль.
7. В целом самолет ТИС по своим данным может быть использован для воздушного боя с истребителями и бомбардировщиками, для сопровождения бомбардировщиков, для поддержки наземных войск при атаках ими сильно вооруженных позиций противника, для бомбометания».
Предполагалось, что ТИС станет первым самолетом, построенным на заводе № 51, поэтому в заводской документации в декабре 1940 г. он обозначался как «изделие 01», в конструкторской — «А».
Кроме моторов АМ-35 или АМ-37, как уже упоминалось выше, прорабатывался вопрос установки М-90 и М-71, в том числе и с использованием капота, близкого к капоту И-185.
ТИС проектировался и строился с использованием плазово-шаблонного метода. Конструктивно он представлял собой моноплан цельнометаллической конструкции с убирающимся шасси. Фюзеляж — металлический монокок с гладкой обшивкой. Вход в кабину осуществлялся через нижний люк-лестницу. В воздухе люк мог сбрасываться из любой кабины, чашки сидений откидываться для покидания самолета в аварийной ситуации.
Вооружение было достаточно мощным и состояло из четырех пулеметов ШКАС в носовой батарее (4000 патронов), в центроплане размещались две пушки ШВАК (700 снарядов), два крупнокалиберных пулемета УБ (800 патронов). На турели в кабине стрелка-радиста устанавливался пулемет ШКАС (756 патронов). Кроме того, имелась люковая установка с пулеметом ШКАС и 500 патронами. Вместо пушек ШВАК и пулеметов УБ по второму варианту вооружения ТИС предполагалось оснастить двумя пушками К-37 калибра 37 мм. Предусматривалось богатое радио- и фотооборудование.
Ожидалось, что на высоте 6300 м с моторами АМ-37ТИС может развивать скорость 635 км/ч — совсем неплохо для тяжелой двухмоторной машины.
Макет был принят комиссией 22 октября 1940 г.
К концу 1940 г. Николай Николаевич завершил работу над эскизным проектом еще одного одноместного одномоторного истребителя с двигателем жидкостного охлаждения АМ-37П или М-105П и мощным пушечным вооружением. Заранее предусматривалась возможность установки М-107П вместо М-105П. Он получил обозначение ИТП, что представляло собой сокращение слов: «истребитель тяжелый пушечный». На самолет предполагалось установить одну мощную 37-мм пушку Шпитального Ш-37 с 50 снарядами, стреляющую (впервые в СССР для такого калибра) через полый вал редуктора, и две синхронные пушки ШВАК с 200 снарядами на каждую. Таким образом, Николай Николаевич хотел создать самолет, значительно превосходивший МиГ-3 по секундному залпу бортового вооружения и имеющий близкие к нему летные характеристики. Действительно, с мотором АМ-37П максимальная скорость достигала 670 км/ч на высоте 7400 м. С мотором М-105П летные данные были скромнее, но вполне достаточными для 1940 г. (максимальная скорость 570 км/ч на высоте 5000 м).
В «Докладной записке к эскизному проекту одноместного одномоторного истребителя с тяжелым пушечным вооружением «ИТП», подписанной директором и главным конструктором завода № 51 Поликарповым и начальником ОКБ-15 Шпитальным, говорилось:
«1. Цель настоящей работы — создание мощного скоростного самолета для воздушного боя с самолетами противника, в первую очередь с бомбардировщиками, а также для борьбы с наземными целями: танками, зенитками, пулеметными гнездами и т. д., для чего он вооружен крупнокалиберными пушками.
Вместе с тем проектируемый самолет имеет значительный запас горючего, достаточный на дальность 12001500 км, вследствие чего он может быть использован и как сопроводитель наших бомбардировщиков…
3. По своим летным данным проектируемый самолет идет впереди новейших мировых истребителей, не имеющих пушечного вооружения или имеющих только одну пушку. Нами предусматривается установка двух моторов-пушек: мотора М105 — М107П [и] АМ-37П, причем при установке этих моторов весь самолет остается одним и тем же, меняются только мотоустановки, проводка: масло, бензин, газ; даже капоты мы надеемся оставить одни и те же. Это гарантирует самолет от задержек с моторами и дает возможность одному и тому же заводу выпускать практически два самолета без особых технологических затруднений.
Благодаря общим неплохим аэродинамическим формам самолета, правильно взятым размерностям, хорошо расположенным радиаторам, максимальные скорости самолета получаются как с мотором АМ-37П, так и с мотором М- 105П очень высокие, превышающие даже скорости нормальных лучших истребителей, причем для этой цели на самолете никаких ненормальных сомнительных или эксплуатационно непроверенных устройств мы не вводим...»
Проект получил одобрение у руководства ВВС, но его реализация, ввиду скромных производственных возможностей завода № 51, была отложена на 1941 г.
В документации КБ ИТП имел еще одно обозначение: «изделие 02».
Весь нелегкий 1940 г. Николай Николаевич напряженно трудился над созданием новых типов самолетов, бесцельно тратил нервы и силы в попытке заставить наркомат и руководство завода № 21 по-настоящему взяться за организацию серийного производство истребителя И-180, вел большую работу по текущему конструкторскому сопровождению серийно выпускаемых машин И-16, И-153.
Отмечая его значительный вклад в развитие отечественного самолетостроения, в 1940 г. Поликарпову было присвоено звание главного конструктора первой степени.
В сентябре 1940 г. Высшая аттестационная комиссия Комитета по делам высшей школы при СНК СССР присвоила ученую степень доктора технических наук без защиты диссертации авиаконструкторам А. А. Архангельскому, С. В. Ильюшину, Н. Н. Поликарпову, П. О. Сухому, А. С. Яковлеву.
Звание «Герой Социалистического Труда» было учреждено 27 декабря 1938 г.
Первый указ о присвоении этого звания И. В. Сталину был опубликован 20 декабря 1939 г. в связи с его шестидесятилетием. В мае 1940 г. Верховный Совет СССР утвердил сопутствующую этому званию Золотую медаль «Серп и Молот». Звезду «Серп и Молот» № 1 предполагалось вручить И. В. Сталину, но он отказался принять эту награду.
В октябре 1940 г. был опубликован Указ Президиума Верховного Совета СССР. Его текст гласил:
«За выдающиеся достижения в области создания новых типов вооружения, поднимающих оборонную мощь Советского Союза, присвоить звание Героя Социалистического Труда и вручить Орден Ленина и Золотую медаль «Серп и Молот»:
1. Токареву Федору Васильевичу (по стрелковому вооружению).
2. Поликарпову Николаю Николаевичу (по самолетам).
3. Шпитальному БорисуГаврииловичу (по авиавооружению).
4. Грабину Василию Гавриловичу (по артиллерии).
5. Яковлеву Александру Сергеевичу (по самолетам).
6. Микулину Александру Александровичу (по авиамоторам).
7. Климову Владимиру Яковлевичу (по авиамоторам).
8. Иванову Илье Ивановичу (по артиллерии).
9. Крупчатникаву Михаилу Яковлевичу (по артиллерии)».
12 ноября 1940 г. орден Ленина и Золотую медаль «Серп и Молот» за номером 4 ему вручил М. И. Калинин.
На следующий день коллектив завода № 51 направил Н. Н. Поликарпову приветственный адрес:
«Многоуважаемый Николай Николаевич!
Коллектив завода горячо поздравляет Вас с присвоением Вам Президиумом Верховного Совета Союза Советских Социалистических Республик звания Героя Социалистического Труда.
Мы, работники руководимого Вами коллектива, обязуемся отдать все наши силы и энергию на дело создания совместно с Вами новых типов боевых самолетов.
Желаем Вам еще больших успехов в Вашей плодотворной жизни и работе по укреплению мощи советской авиации».
В те дни многие коллективы, организации и отдельные лица направляли свои поздравления Николаю Николаевичу.
19 ноября 1940 г. в Центральном Доме работников искусств состоялось чествование Н. Н. Поликарпова, А. А. Микулина, Б. Г. Шпитального.