Для создания опытного образца рабочих чертежей не делали, рабочие чертежи для серийного производства снимались с натуры пятью-шестью чертежниками. Правда, чертежи уже в то время делались на плазах (фанерных листах), обычно в натуральную величину, что было позаимствовано из практики судостроения. Изготовлялись также альбомы рабочих чертежей.
13 мая 1913 г. «Русский витязь» был опробован в полете. Это был первый в мировой истории четырехмоторный самолет.
Вскоре силами того же коллектива был построен еще более совершенный многомоторный самолет, названный «Илья Муромец». Он принадлежал к типу биплана. Верхнее и нижнее крылья, их коробки имели прямоугольную форму. Размах верхнего крыла составлял 34,5 м, площадь несущих поверхностей 182 м2, расстояние между верхним и нижним крылом 2,5 м (в различных модификациях самолета эти параметры несколько изменялись). Для удержания консолей верхнего крыла применялся подкос, так как нижнее крыло было короче верхнего. Крылья соединялись стойками и расчалками обычного типа. Все расчалки имели обтекаемую форму — снабжались деревянными обтекателями. Тендеры для натяжения были заменены велосипедными спицами с панелями, с помощью которых регулировалось натяжение растяжек. Каркас крыла имел продольный и поперечный наборы. Продольный набор состоял из двух сосновых лонжеронов коробчатого типа, обшитых с боков фанерой. Стрингеры отсутствовали. Поперечный набор был выполнен в виде нервюр рамной конструкции. По середине рама нервюры имела перемычку. Нервюры состояли из носка, средней и хвостовой частей. В поперечном направлении вместо стрингеров они накрест связывались между собой тесьмой.
Поперечный набор хвостовой части крыла являлся продолжением нервюр, последние также имели рамную конструкцию с перемычками по середине. Конструкция стенки носовой части жесткая. Элерон крыла обычным шарниром присоединялся к заднему лонжерону. Полотняная обшивка крыла с помощью ленточки крепилась гвоздями непосредственно к полкам нервюр. Фюзеляж имел смешанную конструкцию. Его передняя часть почти до середины балочного типа (монокок). Каркас этой части фюзеляжа состоял из шпангоутов, к которым крепились четыре лонжерона и стрингеры. Обшивка фанерная. Остальная часть фюзеляжа до самого хвоста имела ферменную конструкцию. Материалом служила сосна. Обшивка была из полотна. Это делалось для облегчения хвоста самолета. У «Русского витязя» фюзеляж обшивался фанерой, что утяжеляло машину. Недостаточная жесткость хвоста «Ильи Муромца» заставила конструктора сначала усилить его расчалками, а потом совсем отказаться от такой конструктивной формы фюзеляжа. Постоянные опасения за недостаточную жесткость всей системы принудили даже внутри фонаря корабля установить расчалку. Принятое окончательно отношение длины фюзеляжа к размаху крыла составляло примерно 0,46 (общая длина 17 м). Большой заслугой конструкторов было правильное распределение нагрузки.
Первый самолет «Илья Муромец» (заводской № 107) со средним крылом и «орудийно-пулеметной площадкой» перед фюзеляжем (вид сбоку)
Четыре двигателя (для типа Б) устанавливались в ряд на нижнем крыле. Два средних двигателя типа «Аргус» водяного охлаждения имели мощность по 140 л. с., боковые — по 125 л. с. Общая мощность составляла 530 л. с. Расположение двигателей на нижнем крыле самолета и вынесение далеко назад рулей поворота обеспечивало продолжение полета в случае остановки одного из двигателей. В этом случае вращающий момент от несимметричной тяги винтов мог компенсироваться рулями поворотов.
По сравнению с первым многомоторным самолетом «Русский витязь» на «Илье Муромце» устанавливались шасси более легкого типа из двух колес и с укороченными лыжами. Кроме каюты пилота воздушный корабль имел гостиную, спальную и уборную. Помещения отапливались отработанными газами. Самолет весил без нагрузки 3500 кг, полетный вес достигал 5 т (в других модификациях до 7,5 т).
Первое летное испытание машины окончилось серьезной аварией. Конструктор, стремясь увеличить площадь крыльев, установил дополнительное монопланное крыло, расположив его за основными крыльями. В результате центровка аппарата оказалась неудовлетворительной. Как только самолет поднялся до высоты 50–80 м, он стал задирать нос, затем вдруг, потеряв скорость, соскользнул на левое крыло и упал на землю. Вся левая плоскость оказалась разрушенной. Пилот отделался ушибами. В пятидневный срок машина была восстановлена, монопланное крыло убрано. «Муромец» после таких переделок благополучно прошел испытания и в феврале 1914 г. установил рекорд, продержавшись в воздухе с 16-ю пассажирами (1280 кг полезного груза) 5 часов. Потолок самолета составил 2000 м, скорость полета 100 км/ч.
Кабина пилотов на само лете «Илья Муромец» Внутренний вид фюзеляжа самолета «Илья Муромец»
Установка двигателя на крыле самолета «Илья Муромец»
После военного смотра в Царском Селе, когда Николай II осмотрел «Муромец», на нем был организован перелет из Петрограда в Киев и обратно. Обратный путь был покрыт за 13 часов. Создатели самолета мечтали использовать его для нужд Северного морского пути и полетов вдоль берегов Сибири. Летчик-испытатель О. В. Алехнович предлагал организовать с помощью «Муромца» экспедицию на Северный полюс. Но надвигавшаяся мировая война иначе определила судьбу первого многомоторного корабля. Успехи «Муромца» обратили на него внимание военного ведомства. Весной 1914 г. Главное управление генерального штаба заказало Русско-Балтийскому вагонному заводу 10 самолетов типа «Илья Муромец» со сроком изготовления к 15 марта 1915 г.
Постройка самолетов-гигантов велась в петроградском отделении завода. С невероятными трудностями к началу войны удалось построить две машины. Русские фабриканты и заводчики не желали вкладывать свои капиталы в предприятия, строящие самолеты. К. Н. Финне, бывший позже старшим военным врачом в эскадре воздушных кораблей, замечает по этому поводу: «Возможно, что если бы И. И. Сикорский избрал целью своего полета не Киев, а Москву, где ему следовало поклониться тамошним золотым тельцам, то московские меценаты, поливавшие в свое время шампанским дорожки в саду у Шарля Омона, „чтобы не пылило“, или жертвовавшие в 1905 г. „миллион на революцию“, и сделали бы что-либо на удивление Европы. Но шум моторов „Муромца“, летевшего из бюрократического Санкт-Петербурга в Киев, не достиг Москвы».[7]
Сборка фюзеляжа самолета «Илья Муромец»
Когда вспыхнула война, создатели тяжелых самолетов немедленно предложили использовать их для фронта. Но, как утверждал член Государственной думы А. Ф. Половцев, «в большие аэропланы не верили, и после долгого колебания верховным главнокомандующим великим князем Николаем Николаевичем было разрешено произвести испытание пригодности этого типа для военных действий.[8] „Муромцы“ вылетели на Северо-Западный фронт 26 августа 1914 г. Командующий 9-й армией во избежание обстрела приказал предупредить войска по пути следования „Муромцев“, в частности, коменданта Иваногородской крепости, сообщить отличительные признаки: „большие размеры, четыре мотора, спереди выдается платформа с орудийной установкой, хвост длинный с тремя рулями спереди, сбоку видны окна каюты, на солнце аппарат блестит, лететь будет на небольшой высоте, преимущественно утром или вечером“.[9]
Первые полеты „Муромцев“ на фронте показали, каким ценным боевым кораблем располагает русская авиация. На основании донесений штаба Северо-Западного фронта Главное военно-техническое управление 2 октября 1914 г. заказало Русско-Балтийскому заводу 32 самолета типа „Илья Муромец“. Срок изготовления был установлен к 1 августа 1915 г.