2 февраля 1926 года УВВС заключило с ЦАГИ договор о проектировании и подготовке опытного образца истребителя, названного ВВС И-4. АГОС ЦАГИ, будущее ОКБ А. Н. Туполева, являлось тогда единственным в стране коллективом, имеющим опыт металлического самолетостроения. Проектированием истребителя, получившего «фирменную» марку АНТ-5, руководил П. О. Сухой*.
Для нового истребителя выбрали широко применявшуюся тогда схему полутораплана, но с очень большой разницей в площадях верхнего и нижнего крыла — нижнее впятеро меньше верхнего. Межкрыльевых стоек фактически не было — их заменили V-образные подкосы, идущие от середины верхнего крыла к фюзеляжу. Таким образом, верхнее крыло держалось на этих подкосах и стойках кабана, усиленных расчалками, как в моноплане-парасоль. Сами крылья имели необычный широкий профиль ЦАГИ. Нижнее крыло было неразъемным, а верхнее состояло из двух половин, стыковавшихся по оси самолета. Верхнее крыло имело три лонжерона, нижнее — два. Весь силовой набор самолета выполнялся из кольчугалюминия — отечественного алюминиевого сплава, по своему составу и свойствам близкому к дюралюминию, ввозившемуся тогда из Германии. Каркас (или как тогда писали «остов») фюзеляжа истребителя состоял из трех продольных балок-лонжеронов, семи рам и системы внутренних подкосов. Весь самолет был обшит тонкими гофрированными кольчугалюминиевыми листами, но обшивка не несла нагрузок. Мотор был расположен традиционно, в передней части машины. В задании сперва указывалось только, что это должен был быть звездообразный двигатель воздушного охлаждения мощностью порядка 450 л.с. Впоследствии уточнили, что желателен французский мотор Гном-Рон 9Ad мощностью 420 л.с. Он являлся лицензионной копией английского двигателя Бристоль «Юпитер» IV, тогда одного из лучших в Европе. При меньшей мощности мотора летные данные, конечно, ухудшались, но французские моторы можно было получить за приемлемую цену и в подходящие сроки. На АНТ-5 «Юпитер» установили на очень оригинальную мотораму — усеченный конус, склепанный из кольчугалюминиевого листа. Двигатель прикрыли капотом, оставлявшим снаружи головки цилиндров. Он плавно переходил в округлый кок двухлопастного деревянного винта. За противопожарной перегородкой в фюзеляже размещался бензобак. Для осмотра и ремонта его можно было вытащить через люк на правом борту. На левом борту располагался маслорадиатор типа «Ламблен». За баком в открытой сверху кабине, прикрытой от набегающего потока небольшим целлулоидным козырьком, сидел летчик. Сзади его голова упиралась в небольшой заголовник, улучшавший обтекание и защищавший при капотировании.
* По свидетельству сотрудников ОКБ Сухого, руководство проектированием АНТ-5 осуществлял Путилов, а Сухой руководил группой моторамы и внедрением самолета в серию, и лишь с 1932 года возглавил бригаду — прим. ред.
Вверху и внизу несколько фотографий под разными ракурсами первого опытного истребителя АНТ-5 на испытаниях в НИИ ВВС. От серийных самолетов внешне его отличали форма киля, отсутствие обтекателей цилиндров и диски на колесах
Оперение истребителя тоже являлось цельнометалическим, даже обшивка рулей была кольчугалюминиевой. Шасси — двухколесное шарнирное с неразрезной осью и резиновыми пластинчатыми амортизаторами. Стойки шасси — из стальных труб. Стальным был и ориентирующийся костыль под хвостовой частью фюзеляжа. На истребителе планировалось поставить два синхронных пулемета «Виккерс» образца 1924 г. (калибр 7,62 мм) — от поправки к заданию, связанной с установкой четырех пулеметов, ЦАГИ удалось отбиться, ссылаясь на слишком позднее поступление. Аналогичным образом обошлись и без бронезащиты.
Кабина самолета АНТ-5 (И-4). Вид из-за заголовника пилота. Приборная панель неокрашена и заполирована аналогично капоту. Фото предоставлено автором
Макет АНТ-5, по-видимому, не изготовлялся, либо не предъявлялся заказчику. Во всяком случае, автору не удалось найти в архивах каких- либо связанных с этим документов. Зато постройка опытного АНТ-5, начатая в конце 1926 г., проходила под постоянным контролем представителей УВВС, которые ежемесячно отчитывались об изготовленных узлах и агрегатах. Самолет строили долго, правда свою лепту внесли здесь задержки с поставками кольчугапюминиевого проката. Лишь в августе 1927 г. АНТ-5 вышел на заводские испытания. Их с 10 августа по 25 сентября проводил известный летчик М.М.Громов. Требования задания по всем основным летным данным оказались невыполненными, но цифры получились выше, чем оценивалось специалистами ЦАГИ, а в некоторых отношениях даже выше расчетных.
27 сентября АНТ-5 передали НИИ ВВС. До 17 ноября там шли интенсивные летные испытания этой машины. На ней летали А.Ф. Анисимов, М.М. Громов, И.Ф. Козлов, А.Б. Юмашев. В НИИ получили несколько более высокие показатели, нежели в ЦАГИ, но все равно скорость у земли не превышала 240 км/час, 5000 м набирали не быстрее, чем за 14 минут, а потолок составлял около 7200 м. Не уложились и в предписанные заданием показатели маневренности: восьмерка делалась за 31–34 секунды, т. е. примерно на 6 секунд медленнее задания. В НИИ выявили и недостаточную путевую устойчивость — истребитель все время тянуло вправо. Специалисты ЦАГИ справились с этим дефектом, увеличив киль и руль поворота и изменив их конфигурацию. Кроме того, переделали элероны и усилили амортизатор костыля. Заканчивали испытания уже по снегу. Специальных лыж для И-4 еще не было, и к нему в НИИ приспособили лыжи от И-2.
И-4 (АНТ-5) в своем окончательном облике удовлетворил специалистов НИИ, давших о нем вполне благожелательное заключение, хотя и с существенными оговорками: «…с новым оперением может быть рекомендован при условии исправления недостатков». А недостатков выявили предостаточно — 34 пункта. Среди них были и весьма существенные. Например, неразъемное нижнее крыло не позволяло отстыковать его, не снимая шасси. Неудачным признали соединение верхних половинок крыла. Выхлопные газы попадали во всасывающие патрубки карбюраторов. Капот и обтекатель винта оказались недостаточно прочны (последний треснул во время испытаний). В придачу конструкторы применили три различных способа крепления разных частей капота. Недостаточно жесткими были моторама и обтекатели дисков колес. Комплект приборов не совпадал по типам с утвержденным УВВС списком, поскольку в ЦАГИ поставили те, что имелись, либо те, что укладывались по габаритам.
На самолет можно было поставить только один тип радиостанции — импортную Маркони AD5 (под сиденьем). Отечественные B03I и ВОЗII там не умещались. Кое-какие замечания сделали летчики, потребовав увеличить вырез верхнего крыла, изменить конструкцию неудобного сидения и подголовника, сделать подножку с ребрами для очистки обуви от грязи.
Тем временем в ЦАГИ готовили второй экземпляр опытного И-4 — «дублер». На нем планировали поставить более мощный мотор 9Aq в 480 л.с. (аналог английского «Юпитер» VI). Этот двигатель планировался к производству в СССР по лицензии (лицензионный договор был заключен в марте 1928 года). Новый «Гном-Рон» был чуть длиннее старого (на 40 мм). Его разместили в новом, более «обжатом» капоте с индивидуальными обтекателями цилиндров. В конструкции "дублера" учли недостатки первой машины. Нижнее крыло стало разъемным с небольшим центропланом, изменили крепление верхних крыльев, перекомпоновали фюзеляж, расширили сиденье пилота и переставили часть оборудования. При этом освободилось место под радиостанцию B03III в передней части кабины. В дальнейшем хотели разместить там новую KB-радиостанцию КИР, являвшуюся развитием типа B03I. Кок винта стал съемным.