В режиме установившегося горизонтального полета на самолет действуют взаимоуравновешивающие силы тяги и сопротивления, веса и подъемной силы. Из условия баланса этих сил можно получить выражение для максимальной установившейся скорости. Из него следуют возможные пути увеличения максимальной горизонтальной скорости полета: 1) за счет повышения мощности двигателя; 2) за счет увеличения коэффициента подъемной силы; 3) за счет снижения веса и размеров самолета; 4) за счет уменьшения коэффициента лобового сопротивления; 5) комбинированный способ.
Может показаться, что наиболее простым способом увеличения скорости является повышение мощности двигателя, однако на этом пути есть свои подводные камни. С ростом мощности растет вес двигателя, а следовательно, и вес самолета. Поэтому, действуя «в лоб», трудно добиться надлежащего результата. Предположим, у нас имеется несколько двигателей одной и той же мощности. Наиболее пригодным из них для достижения максимальной скорости будет тот, удельная мощность которого будет наибольшей, т. е. собственный вес наименьшим. С другой стороны, надо стараться прилагать все усилия к тому, чтобы снизить вес конструкции самолета: использовать оригинальные схемно-компоновочные решения, применять легкие и прочные материалы и т. д.
Резервы по увеличению коэффициента подъемной силы, который определяется в основном формой профиля крыла и его относительной толщиной, сравнительно небольшие. Состояние аэродинамической науки во второй половине 20-х гг. не позволяло наметить пути его существенного повышения.
Отработав на многочисленных промежуточных вариантах формы фюзеляжа, Поликарпов добился их максимального совершенства. Резервы по снижению аэродинамического сопротивления, конечно, имелись. Можно было, например, уменьшить сопротивление шасси за счет перехода к одностоечной схеме или даже к убираемому шасси; сделать закрытой кабину пилота, уменьшить число стоек и растяжек в бипланной коробке и др. Отметим, что использование некоторых из этих направлений неизбежно приводит к увеличению веса самолета.
В тех конкретных условиях наибольший вклад в достижение основного результата — повышения максимальной скорости полета — давали повышение удельной мощности двигателя и снижение веса самолета; с другой стороны, снижение веса обеспечивало повышение горизонтальной маневренности. Таким образом, комплекс данных мероприятий обеспечивал и общий рост боевой эффективности истребителя.
Проанализировав все эти факторы, Николай Николаевич выполнил ряд расчетов, проработал несколько компоновок, которые подтвердили правильность его выводов и послужили основой для специального доклада, направленного руководству Авиатреста 30 июля 1927 г. В нем возбуждался вопрос о необходимости проектирования и постройки по общей схеме И-3 нового истребителя под современный легкий и мощный мотор. К этому времени наметился новый этап в развитии авиадвигателестроения, связанный с повышением числа оборотов, что при заданной мощности позволяло уменьшить нагрузки на мотор, а следовательно, его вес, повысить удельную мощность. Николай Николаевич правильно уловил эти тенденции, увязав с ними перспективы развития авиации.
10 августа 1927 г. на заседании Технического совета Авиатреста (протокол № 36) был заслушан доклад Н. Н. Поликарпова «О маневренности мощного истребителя». В нем Николай Николаевич изложил свои взгляды на перспективы развития истребительной авиации и аргументированно показал необходимость использования легких и мощных двигателей, в первую очередь воздушного охлаждения, а также борьбы за снижение веса самолета. Причем он не ограничивался рассмотрением лишь технических аспектов проблемы, а поставил вопрос более широко, увязав его с перспективами развития отечественной истребительной авиации и с формированием единой технической политики Авиатреста и ВВС.
Выступление Николая Николаевича произвело большое впечатление на присутствовавших.
Было принято следующее решение по докладу Н. Н. Поликарпова:
«1. Технический совет независимо от постройки самолета И-3 под мотор БМВ-VI должен проработать в плане возможность постройки высокоманевренного истребителя под мощный мотор с воздушным охлаждением.
2. Так как указанный мотор на снабжении и в производстве Авиатреста не имеется, а высокоманевренный истребитель необходимо иметь в ближайшем будущем, просить УВВС приобрести к апрелю месяцу 1928 г. 3 экземпляра мотора «Юпитер» 8-й серии.
3. Поручить ОСС ЦКБ проработать вопрос о возможности включения указанного истребителя в план 1927/28 операционного года и соображения по этому поводу представить в Технический совет.
4. Доклад ОСС ЦКБ и настоящее постановление Совета направить в НТК УВВС с просьбой обсудить вопрос полностью и дать заключение».
Несколько позже, в конце августа, в планы ОСС ЦКБ руководство Авиатреста включило проектирование высокоманевренного истребителя И-5 с мотором воздушного охлаждения.
НТК ВВС выдал технические требования к этому самолету. В их обосновании принимал участие и Николай Николаевич как член 1 — й (самолетной) секции НТК. В этой работе он использовал свой задел по данной тематике.
КБ завода № 25 немедленно приступило к проектированию истребителя И-5, считая данное задание первоочередным.
А. Н. Туполев отсутствовал на заседании Технического совета Авиатреста 10 августа 1927 г., но с докладом Поликарпова внимательно ознакомился.
К этому времени бригада П. О. Сухого в ЦАГИ завершила работы по созданию металлического истребителя И-4 с мотором воздушного охлаждения «Юпитер» IV мощностью 420 л.с. 10 августа 1927 г. самолет совершил первый полет. Позже, в 1928 г., И-4 был запущен в серийное производство. Новых заданий бригада П. О. Сухого не имела.
А. Н. Туполев всегда старался отстаивать в первую очередь интересы ЦАГИ и свои собственные. Надо отдать ему должное: он хорошо умел это делать. Андрей Николаевич поехал к начальнику ВВС П. И. Баранову, с которым находился в дружеских отношениях, неоднократно бывал у него дома и попросил передать задание на разработку истребителя И-5 в ЦАГИ. Свою просьбу он мотивировал следующими обстоятельствами: 1) построив И-4, бригада Сухого приобрела опыт в проектировании истребителей с двигателем воздушного охлаждения; 2) если взять за основу самолет И-4, заменить на нем имеющую большое сопротивление формы и трения гофрированную обшивку (общий недостаток самолетов ЦАГИ 20-х гг.) на гладкую фанерную и поставить более мощную модификацию мотора «Юпитер», то получится (по мнению Туполева) истребитель, полностью соответствующий требованиям к И-5; 3) так как изменения конструкции И-4 будут небольшими, то новый истребитель можно построить очень быстро, с минимальными затратами. Опираясь на поддержку Баранова, Туполев нисколько не волновался, что тем самым он нарушает соглашение о разграничении сфер влияния между ЦАГИ и Авиатрестом, им же инспирированное, что концепция самолета И-4, разработанная в 1925 г., на настоящий момент устарела и уже не соответствовала перспективам развития техники. Главное — получить заказ.
