К эскизному проектированию самолета приступили в начале 1932 г., значительно раньше, чем в УВВС сформировали окончательные требования к машине. К маю уже подготовили аэродинамический расчет и эскизный проект под двигатель М-
38 (существовавший тогда всего в двух опытных экземплярах). На новом истребителе предусматривалась уборка шасси, тормоза на колесах, масляно-пневматическая амортизация стоек шасси, и наконец, закрытая отапливаемая кабина летчика. Кстати, последнее на отечественных истребителях фактически появилось лишь после окончания Великой Отечественной войны.
1 июня 1932 г. из ЦАГИ в УВВС направили письмо с расчетными данными И-14. Максимальную скорость разработчики определяли в 335 км/ч, потолок в 9500-10000 м, дальность полета 500 км. Вооружение складывалось из двух синхронных пулеметов ПВ-1 калибра 7,62 мм в фюзеляже. С июля началось техническое проектирование и изготовление полноразмерного макета. Ведущим инженером по самолету назначили Д.Н.Осипова.
Но ни М-38, ни М-58 еще не были доведены даже до стадии ресурсных стендовых испытаний. Поэтому в качестве временной замены остановились на английском двигателе Бристоль «Меркьюри» IVS-2 (в нашей транскрипции того периода писали «Меркур» или давали буквальный перевод – «Меркурий». – Прим. авт.). Английский двигатель приблизительно соответствовал нашим перспективным моторам по мощности и габаритам.
В ноябре макет истребителя закончили и предьявили комиссии. В декабре по поводу обсуждения макета прошло специальное совещание в УВВС под председательством начальника ВВС РККА Я.И.Алксниса. на котором приняли два важных решения. Во-первых, четко определилась основная тактическая функция И-14 – истребитель-перехватчик, ориентированный на достижение максимальной скорости. Во-вторых, традиционное пулеметное вооружение решили дополнить парой динамореактивных (безоткатных) пушек (ДРП). Одновременно, для опытного образца И-14 был предложен другой тип двигателя – американский Райт SR-1820-F2 «Циклон», несколько более мощный, чем «Меркьюри», но оптимизированный для меньших высот.
Модель АНТ-31 (проект).
Хвостовое оперение АНТ-31: хорошо видна гофрированная обшивка крыла, стабилизатора и руля направления.
Первый прототип АНТ-31 на заводских испытаниях.
Интерьер и фонарь кабины первого опытного АНТ-31.
С ноября 1932 г. началось изготовление отдельных узлов истребителя, но только в декабре УВВС утвердило окончательные требования к самолету. В ЦАГИ этот документ поступил лишь 4 января, когда все рабочие чертежи уже были готовы (19 декабря П.О.Сухой подписал окончательные чертежи общего вида опытного образца). В требованиях заложили максимальную скорость 375-400 км/ч – значительно больше расчетных данных эскизного проекта. При этом, все-таки надеясь на доводку М-38 или М-58, серийные машины хотели получить именно с ними.
В мае 1933 г. первый опытный АНТ-31 закончили и перевезли на Центральный аэродром. По своей конструкции этот самолет являлся как бы переходным от типичных для туполевского коллектива машин из стальных труб и гофрированного листа к самолетам нового поколения, С одной стороны, фюзеляж истребителя выполнялся как монокок с набором из дюралевых профилей, гладкой работающей обшивкой и даже потайной клепкой. А с другой – крыло сохранило толстый профиль типа АНТ-6 (знакомый по ТБ-3), ферменные лонжероны из стальных труб и гофрированную обшивку. Гофром покрывалось и все хвостовое оперение. кроме киля.
Основные колеса шасси убирались в крыло чрезвычайно сложной системой – комбинацией набора блоков и тросов с гидравликой. Уборка шла в два приема. Сперва гидропривод укорачивал подкосы, уменьшая вынос колес относительно крыла. При этом пилот стравливал давление в системе. Затем следовали 60 оборотов штурвала механической лебедки и стойки с колесами, наконец, убирались в крыло. Хвостовой костыль не убирался. При выпуске колес к процедуре добавлялись еще 40 качков ручным гидронасосом для вытягивания подкосов.
Закрытый фонарь пилотской кабины по нынешним временам выглядел весьма необычно: он не сдвигался и не откидывался, а имел сверху крышку, через которую летчик попадал внутрь. В аварийной ситуации левое боковое стекло поворачивалось вокруг вертикальной оси и откидывалось назад, а крышка – вправо. Для этого летчик должен был работать обеими руками сразу.
Вооружение первого опытного И-14 являлось временным. Динамореактивные пушки (хотели поставить две АПК-5 калибра 37 мм с боезапасом 25 снарядов на каждую) на момент окончания АНТ-31 были еще не доведены, поэтому поставили один пулемет под капотом – синхронный ПВ-1 с боезапасом 900 патронов. Но место для пушек и боекомплекта в крыле оставили. Длинную трубу стрелкового прицела ОП-1 («Альдис») закапотировали обтекателем.
На самолете смонтировали мотор «Меркьюри» IVS-2, высотный – максимальная мощность в 540 л.с. развивалась им на высоте 4500 м. На его валу стоял деревянный двухлопастной винт изменяемого шага. Но менять шаг можно было только на земле в зависимости от планируемого характера полета.
Кислородный прибор, предусмотренный техническими требованиями. отсутствовал, а вместо радиостанции смонтировали ее размерно-весовой макет.
Первый полет нового истребителя состоялся 17 мая 1933 г. Машину пилотировал К.А.Попов. В июне первый опытный самолет официально сдали Отделу экспериментально-летных испытаний и доводок (ОЭЛИД). Там он совершил несколько полетов, в том числе один с уборкой шасси. 17 июля самолет вернули на Завод опытных конструкций для доработки, продолжавшейся до 30 сентября – доводили мотоустановку и шасси. Затем К.А.Попов и С.А.Корзинщиков продолжили заводские испытания АНТ-31, в ходе которых самолет продемонстрировал прекрасные скоростные качества: на высоте 5000 м машина достигла максимальной скорости 383 км/ч, что было крупным достижением по тем временам. Получили и хорошие показатели скороподъемности – на набор высоты 6000 м тратили менее 10 минут.
Вид на переднюю часть капота, кок винта н храповик для запуска двигателя от стартера.
Первый опытный образец АНТ-31 на заводских испытаниях.
Мотор «Меркьюри» IVS-2. Крышки капота сняты (вверху). Лыжа первого опытного самолета (внизу).
Сначала полеты проводились на колесном шасси, но затем выпал снег и 25 октября самолет вновь оказался в заводском цехе, для переоснащения на лыжи. Закончили работу лишь 14 ноября, так что основную часть программы заводских испытаний провели на лыжах.
Последние не убирались, для чего стойки законтрили в выпущенном положении, ниши для колес закрывались гладкими дюралевыми листами. Понятно, что рост лобового сопротивления, несколько снизил величины полученных скоростей. В то же время Попов отмечал, что самолет очень строг в управлении и требует малых отклонений рулей для эволюций. Тогда же впервые столкнулись с "ахиллесовой пятой» И-14 – запаздыванием на выходе из штопора. После четырех витков, которые хотел выполнить пилот, самолет добавлял еще два – два с половиной «от себя».
В целом же результаты заводских испытаний показали, что конструкторам удалось выполнить практически все требования задания. Лишь 100 м недобрали в практическом потолке (9400 м вместо 9500 м). А вот полученные взлетно-посадочные характеристики даже близко не лежали с заданными. Реальный разбег втрое превышал записанные в соответствующий пункт 40 м. Вместо 80 м истребитель пробегал на посадке 220 м. Почему? Все очень просто! Специалисты из УВВС заложили в задание на скоростной моноплан показатели привычного истребителя-биплана такого же веса. Разумеется, удовлетворить таким требованиям было невозможно.