В конце сентября 1934 года Козлов для своих экспериментов получил от ВВС самолет У-2 и первые деньги – 1300 рублей.
С задней части фюзеляжа У-2, от второго сиденья и до начала стабилизатора, была снята обшивка, а вместо нее поставлен целлон. Целлон пришлось использовать случайный: механические качества были невысоки, прозрачность неважная и, кроме того, он обладал сильным желто-коричневым цветом 3* . Перетяжка проводились сотрудниками Кабинета конструирования летательных аппаратов ВВА им. Жуковского: начальником кабинета старшим инженером Красных, авиатехниками Островским и Смольяниновым.
Уже в середине октября работы закончили и самолет в присутствии начальника УВВС Алксниса, начальника Штаба ВВА Свирковского и помощника начальника Академии по политчасти Смоленского совершил ряд полетов, показавших заметное, по сравнению с обычным У-2, уменьшение видимости фюзеляжа. Алкснису идея очень понравилась, и он счел необходимым продолжить опыты. Однако, пока шло оформление документов, год закончился и средства в ВВА переведены не были.
Лишь 28 февраля 1935 года Алкснис поручил включить работы по прозрачному самолету в план научно-исследовательских работ ВВА и срочно выделить академии самолет АИР-6. Нельзя сказать, что эта яковлевская машина наиболее полно удовлетворяла требованиям минимальной видимости – этому, например, мешали подкосы крыла и шасси, состоящее из большого количества стоек. Кроме того, два лонжерона коробчатого сечения высотой 150 мм и нервюры, расположенные через 240 мм, представляли собой сплошные фанерные стенки. Но это был единственный моноплан малой мощности, который реально было в то время получить. На деньги из других тем небольшая конструкторская группа Козлова начала проектирование специального прозрачного двухместного самолета с мотором М-11, которое предполагалось закончить в апреле. В проекте было предусмотрено применение «отражательного» принципа для уменьшения видимости нервюр и лонжеронов, но для этого требовалось придать им своеобразные конструктивные формы. Особое внимание уделялось внутренней структуре самолета и свойствам целлона.
2* Целлон – ацетилцеллюлоза, получается воздействием ледяной кислоты и уксусного ангидрида на целлюлозу в присутствии катализатора. По механическим свойствам несколько уступает целлулоиду, но в отличие от него негорюч, более стоек к действию света, кислот, щелочей и органических растворителей. Существенным недостаткам целлона является гигроскопичность, в два раза большая, чем у целлулоида.
3* Вероятно, именно это обстоятельство послужим) причиной многократно цитируемого утверждения В. Б. Шаврова, что Козлов использовал для своих работ французский материал родоид, который быстро потускнел.
Прозрачные крылья и борта кабины ПС обеспечивали экипажу необыкновенный обзор.
Сквозь целлон хвостового оперения хорошо видно не только ТБ-3, стоящий на аэродроме, но и дополнительные силовые элементы руля поворота.
В апреле, наконец-то, было открыто финансирование. Деньги – 18000 рублей – дал Отдел Изобретений Наркомата Обороны (ОИ НКО). Вместо самолета АИР-6 С.Г. Козлов получил АИР-4. Причина этой замены не совсем понятна: ведь в 1935 году АИР-6 выпускался серийно, а АИР-4 был построен всего в двух экземплярах. Однако открытая кабина сильно облегчала замену обшивки.
В начале предполагалось покрыть целлоном те места, которые обтянуты полотном, но так как большая часть крьгла, передняя половина фюзеляжа и некоторые части оперения были покрыты работающей фанерной обшивкой, Козлов решил ввести в конструкцию соответствующие изменения и покрыть целлоном по возможности весь самолет, включая колеса.
Переделки состояли в следующем: заново пересчитали крыло и между лонжеронами ввели дополнительные распорки гг расчалки. С самолета были сняты два из трех бензобаков. а на их места установили несколько дополнительных нервюр. Вся передняя половина фюзеляжа до конца заднего сиденья в первоначальном виде была зашита 3-мм фанерой. Фаггеру сняли и ввели дополнительные крепления для сидений, переделали сами сиденья так, чтобы можно было летать с парашютами. Впоследствии (после 10 полетов), для улучшения скороподъемности и увеличения потолка, снял и заднее сиденье, превратив самолет в одноместный. В хвостовом (горизонтальном и вертикальном) оперении и задней части фюзеляжа (в двух последних отсеках) в местах снятой фанерной обшивки также ввели дополнительные усиления.
Кроме изменений, связанных с заменой обшивки, на самолете сняли двойное управление, а основное место пилота с приборами перенесли вггеред. После переделки АИР-4 получил название ПС – «Прозрачный самолет».
Одновременно исследовались свойства материала для прозрачной обшивки. Лучшим оказался целлон Мытищинского химкомбината. Эта партия по своим качествам, хотя еще и не удовлетворяла полностью всем требованиям, но уже близко приближалась ко многим из них и была значительно лучше того материала, который использовался на У-2. Образцы целлона испытывались в лабораториях ВВА, где были определены его механические характеристики. Испытания показали возможность применения целлона не только для обшивки ненесущих частей самолета, но и для крыльев и оперения. Прозрачность и чистота образцов также стали значительно лучше.
Крепление прозрачной обшивки к шпангоуту хвостовой части фюзеляжа с помощью пистонов и вывод тяг управления через специальные прозрачные обтекатели. Обратите внимание на волнистость нижней обшивки, вызванную гигроскопичностью целлона.
Однако, первая большая партия целлона, изготовленная по новой технологии на заводе «Красный боевик», оказалась по своей прочности и прозрачности хуже, чем представленные до этого образцы. Ко всему прочему, листы были покороблены, но так сроки выпуска самолета уже поджимали, то пришлось поставить на ПС этот целлон, зная, что он неполноценен.
Листы целлона между собой скреплялись с помощью пистонов и шайб из того же целлона. К силовым элементам листы крепились шурупами через пистоны, а к несиловым – шурупами без пистонов, но с прокладкой шайб из целлона. Чтобы обеспечить натяжение покрытия, листы стягивались шнуровкой. На нервюрах эта шнуровка захватывала еще и саму нервюру. Для безопасности швы шнуровки были проклеены матерчатой лентой, а в нервюрах – прошиты суровыми нитками.
В дополнение к прозрачной обшивке С.Г. Козлов сначала предложил сделать поверхность нервюр и стенок лонжеронов АИР-4 зеркальными. При этом он не надеялся на большой эффект такого мероприятия, считая, что для этого зеркальные поверхности должны иметь специальную форму. Работы по «озеркаливанию» оценивались Козловым в дополнительные 7700 рублей (40% от выделенной ОИ НКО суммы!!!). Неудивительно, что в результате ВВА отпустили 2 кг алюминиевого порошка, с помощью которого и окрасили каркас самолета.
Во шорой половине июля 1935 года переделки были завершены и 25 июля, в 5 часов 40 минут утра, несмотря на неблагоприятные метеоусловия (низкая – 100- 150 м- сплошная облачность, временами дождь), слушатель академии, летчик М.П. Вахрушев и начальник кабинета конструирования летательных аппаратов Я.Г. Красных совершили первый полет по кругу на высоте 50-100 м. Во время полета самолет имел тенденцию заваливаться на левое крыло и к развороту влево. Разбег, по сравнению с нормальным АИР-4, затянулся на 2-3 секунды, впрочем, взлет производился с грязного и размокшего аэродрома. Набор высоты, полет и посадка не отличались от обычных. Короблений и вибрации обшивки не наблюдалось.