Первой такой попыткой стал биплан И-5 с мотором М-22. Это был первый массово выпускавшийся русский истребитель, сконструированный в 1927 г. все тем же Николаем Поликарповым. Полноразмерный макет его штурмового варианта был утвержден 28 марта 1930 г., а уже 29 апреля опытный экземпляр совершил пробный полет. И-5 образца 1930 г. имел полетный вес 1355 кг и теоретическую максимальную скорость до 286 км/ч. Первоначально он был вооружен двумя 7,6-мм пулеметами ШКАС.
Затем в начале 1933 г. на аэродроме авиазавода № 21, находившемся в городе Горьком (ныне Нижний Новгород), был испытан биплан уже с четырьмя пулеметами, которые могли выпускать до 120 пуль в секунду. Однако надежность и дальнобойность ШКАСов оставляла желать лучшего, и для штурмовки наземных войск такой самолет подходил мало.
Поэтому вскоре на И-5 установили бомбодержатель для 50-кг бомбы ФАБ-50. Общий вес самолета достиг 1414 кг, но, несмотря на это, его удалось разогнать до максимальной скорости 285 км/ч и поднять на высоту 7520 метров. Лишь скороподъемность уменьшилась с 8,5 до 11,5 минут. Согласно акту об испытаниях, расход бензина составил около 0,3 литра на один километр. Кроме того, полеты выявили «простой взлет, руление, удобное управление, неплохой обзор из кабины. Фигуры проделывались уверенно».
Вместе с тем проявились и недостатки. В частности, испытатели авиазавода № 21 дали неудовлетворительную оценку бомбардировочному вооружению и его деталям. Сброс учебных бомб происходил с отказами и неточно. Вероятность попадания в круг диаметром 25 метров составляла не более 5 %. Масса машины, по мнению членов Госкомиссии, чрезмерно возросла.
В итоге начальник Управления ВВС РККА командарм 2-го ранга Я. И. Алкснис предупредил директора Горьковского авиазавода, что тот не уделяет должного внимания борьбе за облегчение веса. Одновременно было указано и на многочисленные дефекты бомбардировочной установки: «Смонтировано безобразно, небрежно, детали изготовлены грубо».
Выпуск биплана И-5 продолжался, и в течение 1933 г. он стал самым массовым истребителем, стоявшим на вооружении Красной Армии, но его качество оставляло желать лучшего. Особую проблему составляли «индивидуально изготовленные» детали, то есть подогнанные без всяких чертежей для конкретного самолета конкретными рабочими без всякого соблюдения принципа серийности.
В письме временно исполняющего обязанности начальника материально-технического снабжения и вооружения ВВС РККА Базенкова директору завода № 21 сообщалось: «На выпущенных заводом № 21 самолетах И-5 в целом ряде частей в процессе эксплуатации выявились дефекты, принявшие массовый характер. Они нарушают планы и темпы боевой подготовки частей ВВС из-за выхода из строя иногда целых подразделений, например, одновременно до 14 самолетов. Главная причина: плохая сварка и недоброкачественная сборка. Слазит краска с дюралевых деталей, самолеты драные, из всех вытекает бензин. В октябре 1934 г. имели место два случая пожара в воздухе из-за некачественной сборки карбюратора. Краска слазит через 10–15 минут».
Всего в течение 1932–1934 гг. Горьковский авиазавод выпустил 661 истребитель И-5 и еще 20 УТИ-1. Кроме того, 140 бипланов произвел Московский авиазавод № 1 им. Осоавиахима. В процессе их производства был получен первый в СССР опыт освоения, испытаний, запуска в серию и массового выпуска нового самолета. Но одновременно выявились и трудности, с которыми советской авиапромышленности затем придется сталкиваться во все возрастающих масштабах. Это были несоответствие плановых заданий реальным производственным возможностям, плохое качество исходных материалов и комплектующих деталей, нехватка и низкая квалификация рабочей силы. И как следствие всего этого ужасное качество готовой продукции. В итоге из И-5 не получилось ни путевого штурмовика, ни истребителя.
Несостоявшийся штурмовик
Истребитель-моноплан И-16, спроектированный Поликарповым в 1934 г., открыл целую эпоху в истории советской авиации. Это был первый серийный самолет с убирающимися шасси и скоростью свыше 400 км/ч. Он имел три принципиальные особенности: малые геометрические размеры, очень небольшие моменты инерции относительно всех трех осей и малый запас продольной статической устойчивости на планировании, а также очень малый полетный вес. Первоначально И-16 был вооружен двумя все теми же спаренными пулеметами ШКАС.
В марте 1934 г. в НИИ ВВС РККА прошли государственные испытания И-16 с девятицилиндровым мотором М-25 (так в СССР назвали американский двигатель Wright Cyclone R-1820-F-3) мощностью 480 л.с. Полеты выполняли летчики-испытатели Владимир Коккинаки и Валерий Чкалов. Самолет развил максимальную скорость 359 км/ч и достиг потолка в 7180 м. По скоростным качествам истребителя Госкомиссия сделала следующие выводы: «Благодаря хорошим аэродинамическим формам и убирающимся шасси И-16 уступает по скорости на высоте 5000 м немногим серийным истребителям, состоящим на вооружении иностранных воздушных флотов, превосходя их по скорости до высоты 2000 м и уступая в потолке и скороподъемности».
Однако испытания выявили и слабые места нового самолета: очевидную ненадежность шасси, протекание бензобаков, недостаточную прочность различных кронштейнов, деформацию крепления прицела. Летчики отметили, что им плохо видны приборы, а в кабину задувает воздух. На больших скоростях у самолета начинали вибрировать крылья, а при посадке происходил завал на правое крыло. Крепление ШКАСов при стрельбе сильно расшатывалось, и в результате получался огромный разброс пуль.
В сентябре того же года И-16 снова прошел госиспытания, но теперь уже с мотором М-25. На этот раз он развил максимальную скорость у земли в 395 км/ч. И впоследствии эта модификация, получившая обозначение Тип 5, стала самой массовой.
С 28 августа по 3 ноября 1935 г. летчики 107-й истребительной авиаэскадрильи (ИАЭ) майора Курдюмова проводили войсковые испытания нового самолета по трем основным тактическим задачам: одиночный и звеньевой бой, атака аэростатов заграждения и стрельба по наземным целям. Именно тогда И-16 впервые был опробован в роли штурмовика. При этом на испытаниях присутствовал лично главный конструктор Поликарпов.
За 39 летных дней каждый пилот налетал по 50 часов. Максимальная продолжительность полета составила 2 часа 10 минут при скорости 260 км/ч. Машина показала хорошее пикирование при любых углах и хорошо выполняла фигуры высшего пилотажа: петли, перевороты и боевой разворот.
Однако в ходе учебных воздушных боев с И-7 выяснилось, что управление слишком чувствительное. Даже при небольшом давлении на ручку управления «дергалась вся машина». Именно в силу неустойчивого полета и характерной сплющенной формы И-16 в дальнейшем получил свое знаменитое прозвище «Rat», то есть «крыса». Испытания выявили и многочисленные дефекты нервюр и слабость конструкции шасси. Во время полета фонарь кабины забрызгивало маслом, а внутри ее накапливались выхлопные газы. Да и пулемет ШКАС оказался очень сложен в эксплуатации, в воздухе он нередко отказывал, а на земле бывали случаи самоспуска.
В течение 1936 г. произошло несколько аварий самолетов во время выполнения пикирования, что было необходимым условием для штурмовки. Так, 13 февраля летчик-испытатель П. Павлушев взлетел с аэродрома завода № 21 на И-16 с серийным № 52161. Выполнив подъем на высоту 8000 метров, он перешел в пологое пикирование, но затем на высоте 1500–1700 метров самолет потерял управление. Он врезался в землю в трех километрах от аэродрома, и пилот погиб. Вероятной причиной катастрофы было объявлено возгорание бензина и задымление кабины, из-за которого Павлушев потерял сознание.