Крупносерийная постройка самолетов такого класса потребовала совершенно новой организации производства, освоения новых технологических процессов и формирования отряда высококвалифицированных инженеров и рабочих.
Конструкторы научно-технического отдела завода № 67 в 1931–1933 годах разработали линейку фугасных авиабомб (ФАБ) калибра 50, 100, 250, 500, 1000 и 2000 кг. Началось производство осколочной ОАБ-20 и бронебойной БРАБ-220, переделанных из артиллерийских снарядов.
С принятием ТБ-3 на вооружение советских ВВС началось формирование дальней бомбардировочной авиации.
Самолет принимал участие во многих боевых делах, но самой эффектной страницей в биографии ТБ-3 был налет группы бомбовозов с аэродрома Ханькоу на остров Кюсю, состоявшийся 20 мая 1938 года. Шестерка ТБ-3 с китайскими опознавательными знаками, форсировав Восточно-Китайское море, гордо проплыла ранним утром над портами и военно-морскими базами Сасебо, Нагасаки, Фукуока и, сбросив на головы остолбеневших японцев миллион листовок, «клеймящих позором милитаристов, развязавших войну в Китае», гордо удалилась. Согласно официальной версии, эскадрильей командовал герой китайского народа подполковник Сюй Хуаншэнь, в миру старший советник по авиации, чистокровный хохол, комдив Г.И. Тхор. Пощечина, отвешенная Токио, прозвучала на весь мир. По окончании операции военный министр гоминьдановского правительства объявил, что самолеты китайских ВВС ни в чем не уступают японским и в состоянии разбомбить любые цели на любом из островов Японского архипелага.
Есть странность в том, что подробности этого рейда до сих пор неизвестны. Может, это были не китайские самолеты, может, не ТБ-3, а возможно, и взлетали они не с китайского аэродрома…
В то время считалось, что для бомбардировщика скорость не столь важна, главное – чтобы бомб брал побольше. Поэтому военные товарищи требовали от конструкторов разработки бомбовозов с грузоподъемностью 25 тонн и размахом крыльев порядка 100 м. Развитие сверхтяжелых самолетов шло по пути увеличения размеров при неизменной общей схеме и почти постоянной удельной нагрузке на крыло. В 1933 году путем удвоения площадей и массы Туполев из ТБ-3 создал шестимоторный «линкор 1 класса» ТБ-4 (АНТ-16), весивший 33 тонны. Он должен был нести в бомбовых отсеках до 10 тонн бомб в разных комбинациях, летать на высоте 7000 м, развивать скорость 250 км/ч. Экипаж состоял из 12 человек.
«ТБ-4 заставил забыть и о характере, и о привычках, – вспоминал летчик-испытатель П. Стефановский. – Он просто потрясал! Человек среднего роста свободно расхаживал не только в фюзеляже, но не пригибался и в центральной части крыла. Оборудование чудовищной машины напоминало небольшой промышленный комбинат. Имелась даже самая настоящая малогабаритная электростанция для автономного энергопитания всех самолетных агрегатов».
Самолет, «в виду неудовлетворения тактико-технических требований», на вооружение не приняли, но затею не оставили.
Дальнейшим развитием был гигантский аэроплан АНТ-20 «Максим Горький». По конструкции это был ТБ-4, еще более выросший в размерах. Его максимальный взлетный вес составил 53 тонны, размах крыла – 63 м, длина фюзеляжа – 32,5 м. На самолете было установлено восемь двигателей М-34ФРН мощностью по 900 л.с. Причем два двигателя вынесли в тандемную установку, располагавшуюся сверху фюзеляжа. Экипаж состоял из 8 – 10 человек, комфортабельный пассажирский салон был рассчитан на 72 человека. Жилые помещения занимали площадь более 100 кв. м. В военном варианте предусматривалось следующее вооружение: шаровая башня с пушкой «Эрликон» и перекатная турель под ту же пушку; Тур-5, Тур-6 (хвостовая) и кинжальная установка – с пулеметами ДА, предкрыльные и закрыльные башни с пулеметами ШКАС, авиабомбы. К счастью, построили всего два экземпляра.
Практически одновременно в 1933 году самобытным авиаконструктором К.А. Калининым в Киеве был построен самолет-гигант К-7, представлявший собой эллиптическое крыло толстого профиля размахом 53 м и площадью 452 кв. м, от которого шли две хвостовые балки, несущие горизонтальные и вертикальные оперения с механизмом поворота. В крыле располагались помещения для людей и грузов. На самолете установили семь двигателей М-34.
К-7 проектировался как многоцелевая машина гражданского и военного применения. Пассажирский вариант предусматривал размещение в крыле «аэробуса» 120 мест для пассажиров и их перевозку на расстояние до 5000 км. Военный вариант представлял собой «летающую крепость», имевшую до 12 огневых точек – 8 пушек калибра 20 мм и 8 пулеметов. Для доставки стрелков к двум хвостовым пулеметам была сконструирована специальная электротележка, передвигавшаяся по тросам внутри хвостовой балки. Бомбардировочное оборудование размещалось в крыле, а для облегчения веса балки бомбодержателей включили в несущую конструкцию крыла. Запас бомб колебался в зависимости от дальности использования от 10 до 16,6 тонны. Использование подвесных баков гарантировало дальность полета в 2400 км с бомбовой нагрузкой в 6 тонн. Десантный вариант самолета рассчитывался на 112 парашютистов. Рассматривались возможности транспортировки между тележкой шасси танка весом 8,4 тонны или другой сбрасываемой на парашютах техники. Однако после катастрофы с опытным экземпляром проект законсервировали и вскоре закрыли.
Но и это не предел. Слушатели Военно-воздушной академии под руководством профессора С.Г. Козлова строили летающее крыло площадью 600 кв. м, оснащенное «агрегатом товарища Дзюбы»: шесть пар спрятанных в крыле двигателей передавали вращение на шесть вертикальных валов, которые в свою очередь раскручивали шесть установленных на колоннах огромных винтов. Кроме доставки по назначению бомбового груза, «Гигант», заказанный самим М.Н. Тухачевским, предполагалось использовать для перевозки танков. Для загрузки бронетехники у него («Гиганта») имелась опускаемая платформа, являвшаяся частью крыла.
Туполевцы разработали проект 12-моторного 70-тонного самолета АНТ-26 (ТБ-6) с экипажем из 17 человек и его транспортного варианта АНТ-28. Этот самолет должен был иметь размах крыльев 95 м, площадь – 800 кв. м, скорость – до 300 км/ч. Делались прикидки летающих монстров с размахом крыла до 200 м.
Однако век тихоходных невысотных гофрированных гигантов миновал. Развитие зенитной артиллерии, истребительной авиации заставило использовать тяжеловесные воздушные дредноуты как транспортные и пассажирские самолеты.Дальнейшее развитие получила в СССР концепция легкого истребителя, впервые воплощенная в самолете И-5.
До 1933 года во всех странах истребители были преимущественно бипланами или полуторапланами, относительно легкими по массе и высокоманевренными. Затем появился истребитель-моноплан, обладавший большей скоростью, но пониженной маневренностью по сравнению с бипланом. В связи с этим родилась идея боевого взаимодействия дополняющих друг друга машин разных типов. Скоростные монопланы должны были догонять и перехватывать противника. Менее быстрые, но более маневренные бипланы – уничтожать его в воздушном бою. Маневренные истребители вели бой в горизонтальной плоскости, отсюда большое значение имел наименьший радиус виража, необходимый для захода в хвост противнику.
Совершенствование маневренных истребителей осуществлялось последовательным развитием бипланной схемы на основе улучшения аэродинамики компоновки, при сохранении сравнительно небольшой удельной нагрузки на крыло, и применением все более мощных и высотных моторов. Тем самым обеспечивался прирост максимальной скорости, повышение высотности, скороподъемности и потолка и при отличных маневренных качествах самолета.
Применение монопланной схемы с одновременным уменьшением площади крыла и применением более тонких аэродинамических профилей позволяло резко снизить сопротивление. Одновременно были применены убирающиеся в полете шасси и гладкая жесткая обшивка планера. Площадь крыла при заданной массе была уменьшена в 2–2,5 раза. Это привело к возрастанию удельной нагрузки на крыло с 70 – 100 кг/кв. м у тяжелых монопланов начала 1930-х годов до 140–170 кг/кв. м у скоростных монопланов. В результате полное сопротивление снижалось в 1,5–2 раза, скорость полета возрастала на 20–30 % при неизменной мощности двигателя и высоте полета. Переход на скоростной моноплан стал возможен и благодаря применению новых материалов и технологий. В самолетостроении стали широко применяться плакированный дюралюминий, высокопрочные стали, легкие сплавы, повышенной прочности облагороженная древесина и др. Негативным фактом перехода на схему скоростного моноплана стало сваливание на крыло на больших углах атаки, рост взлетной и посадочной скоростей в связи с возрастанием удельной нагрузки на крыло, увеличение времени выполнения виража. С другой стороны, достигнутые к 1932–1933 годам мощности авиационных двигателей не давали первым скоростным истребителям никаких преимуществ в вертикальных скоростях и в скоростях набора высоты перед маневренными бипланами.
Поэтому некоторое время два вида истребителей развивались параллельно.В октябре 1933 года начались летные испытания новой машины Поликарпова (сумевшего заинтересовать ею Якова Алксниса и получить под свое начало персональную бригаду) – одностоечного полутораплана смешанной конструкции ЦКБ-3 (крылья – деревянные с полотняной обшивкой, фюзеляж – сварной из хромомолибденовых труб, оперение – дюралевое), именовавшегося впоследствии И-15 . Верхнее крыло было выполнено по схеме «чайка». Нововведение не только улучшило обзор из кабины летчика, уменьшило лобовое сопротивление, но и резко увеличило маневренность. Примыкавший к фюзеляжу центроплан создавал столь значительную боковую поверхность, что самолет мог лететь буквально «на боку», с креном 90 градусов. В замысле предполагалось также внедрить убираемое шасси и закрытый фонарь кабины, но реализовать эти идеи на практике не удалось.
С закупленным в США двигателем Райт «Циклон» истребитель, весивший 1370 кг, на высоте 3000 м развивал скорость 360 км/ч. По маневренности на горизонтали он не имел себе равных: время выполнения виража – 8,5 секунды – рекордно малое для истребителя. Вооружение состояло из двух-четырех пулеметов ПВ-1. Правда, легкость конструкции в какой-то мере оказалась достигнутой в ущерб качеству, а заказчик выражал сомнения в оправданности крыла типа «чайка», которое, по его мнению, недопустимо затрудняло обзор при взлете и прицеливании, вело к ухудшению путевой устойчивости. Но летчики сразу полюбили самолет именно за его устойчивость на всех режимах, простоту пилотирования, легкость выполнения фигур и отличные взлетно-посадочные качества. Показателен отзыв знаменитого испытателя М.Л. Галлая: «Это был очень легкий по весу, исключительно хорошо управляемы