Одним из недостатков ДБ-3 считалась его высокая посадочная скорость. 21 августа 1941 был подписан приказ НКАП № 887, где, в частности, говорилось:
«Для решительного снижения посадочной скорости, улучшения взлета и сокращения пробега самолетов провести <…> работы <…> по использованию части мощности мотора при посадке… Начальнику ЦАГИ Шишкину в 10-дневный срок закончить и передать в ЛИИ на летные испытания самолет ДБ-3 с отсосом и сдувом пограничного слоя».
Бомбардировщик ДБ-3 в экспозиции Монинского музея ВВС
На самолете, получившем обозначение ДБ-3УПС, отъемные части крыла заменили новыми с зависающими элеронами, дополнявшими посадочные щитки. Пограничный слой отсасывался через щели с верхней поверхности крыла, что повышало коэффициент подъемной силы несущей поверхности. Осуществлялось это с помощью насоса с приводом от дополнительного мотора, размещенного в грузовом отсеке. Однако сложность системы отсоса и, главное, отсутствие необходимых для этого условий в военное время не позволили завершить начатые исследования. Следует отметить, что данное средство повышения коэффициента подъемной силы крыла используется очень редко. В частности, похожее устройство применялось на истребителях семейства МиГ-21. Правда, там осуществлялся не отсос, а сдув пограничного слоя с закрылка.
Летающая лаборатория ЦАГИ – ДБ-3УПС, предназначавшаяся для исследования управления пограничным слоем крыла
Глубокая модификация «дальнобойщика»
Авиаторы еще только осваивали новый бомбардировщик, а в ЦКБ-39 приступили к его самой существенной модернизации – в вариант «Ф» (ДБ-3Ф). Согласно июньскому 1939 года проекту постановления Комитета Обороны (КО) «О внедрении в серийное производство модифицированных самолетов и о создании новых опытных самолетов в 1939–1940 гг.» НКАП обязал Ильюшина предъявить к 1 августа 1939 года на государственные испытания ДБ-3 с металлическим фюзеляжем и моторами М-88. Самолет должен был развивать скорость 485 км/ч на высоте 7000 м, иметь практический потолок 11 000 м и бомбовую нагрузку 1000 кг.
Самолет должен был вмещать до десяти бомб по 100 кг и на наружной подвеске – три бомбы калибра 250 кг, или 500 кг, или одну 1000-кг, или три выливных авиационных прибора ВАП-500 для отравляющих жидкостей.
В носовой части фюзеляжа предписывалось разместить пулемет ШКАС с 500 патронами, а на средней и верхней установках – по одному УльтраШКАС с 1500 патронами. При этом нижнюю люковую установку предписывалось снять.
Бензобаки, вмещавшие 800 кг горючего, следовало оснастить протекторами из резины и оборудованием заполнения углекислотой.
При полных баках горючего с бомбовой нагрузкой 1000 кг максимальная скорость над целью задавалась не менее 475 км/ч. Потолок – 10 000 м, дальность при скорости 325–350 км/ч на высоте 7000 м – 4000 км.
Экипаж – три человека. Машины следовало укомплектовать автопилотом типа «Сперри» и радиополукомпасом «Чайка».
Второй экземпляр ДБ-3 с М-88, но с деревянным фюзеляжем предписывалось предъявить на государственные испытания 15 октября 1939 года с теми же данными, что и ДБ-3 с металлическим фюзеляжем.
НИИ ВВС должен был закончить государственные испытания первого экземпляра ДБ-3 и дать заключение не позднее 5 сентября, а второго – 15 ноября 1939 года.
В ходе проектирования машины серьезные изменения претерпели планер, шасси и топливная система машины. Прежде всего облагородили аэродинамические формы машины, изменив носовую часть фюзеляжа. Возросла площадь крыла при одновременном снижении относительной толщины его профиля. За счет уменьшения размаха элеронов удалось увеличить площадь посадочных щитков, что в совокупности с возросшим углом их отклонения сократило посадочную скорость и пробег. Одновременно упростилась, с применением плазово-шаблонного метода, сборка как отдельных агрегатов, так и всей машины. Металлические топливные баки заменили мягкими с системой заполнения нейтральным газом от бортового баллона.
Ожидалось, что самолет с новыми двигателями М-88 сможет развивать скорость 485–500 км/ч на высоте 7000 м. Однако на практике все получилось иначе. На первой машине, кстати, как и на ЦКБ-26, фюзеляж сделали деревянным, а двигатели оставили старые – М-87Б. В такой конфигурации первый полет ДБ-3Ф состоялся 21 мая 1939 года.
После начального этапа государственных испытаний, завершившегося 27 сентября 1939 года, машину вернули на завод для замены двигателей на М-88, но испытания она так и не выдержала из-за дефектов маслосистемы моторов.
В июне 1940 года на государственные испытания поступил ДБ-3Ф № 390204 с новыми стрелковыми установками: верхней МВ-3 и нижней МВ-2 вместо верхней СУ и люковой ЛУ. МВ-3 обеспечивала лучшую маневренность пулемета за счет меньших усилий, а МВ-2 с оптическим коленчатым прицепом усиливала оборону от атак истребителей снизу.
ДБ-3Ф
Испытания показали, что максимальная скорость самолета с убранной МВ-3 снизилась с 425 до 415 км/ч, а при боевом положении верхней установки скорость не превышала 410 км/ч. Дальность при полете на высоте 4000 м со скоростью 340 км/ч сократилась с 3060 до 2950 км. Ухудшились и другие параметры, но зато возросла обороноспособность машины.
Месяц спустя в НИИ ВВС поступил усовершенствованный ДБ-3Ф № 390801. По сравнению с предыдущей машиной на нем клепку крыла и фюзеляжа сделали впотай. Изменили обводы передней части фонаря кабины летчика, сделав их более гнутыми, и улучшили укладку плексигласа носовой части фюзеляжа. Костыль стал убирающимся, что увеличило сектора обстрела из нижней установки МВ-2.
На двигателях появились новые капоты с увеличенным выходным сечением, обеспечивавшим лучший тепловой режим двигателей, а маслорадиаторы переместили в переднюю кромку крыла.
Испытания, проведенные при участии ведущих инженера Н.М. Кокорина, летчика А.П. Сыроегина и штурмана Л.М. Гоптарева (самолет облетали летчик Л.П. Лупкин и штурман Н.П. Цветков), показали, что пилотажные характеристики остались неизменными. Однако при повороте пулемета верхней установки МВ-3 в стороны самолет начинал «гулять» по курсу, создавая крен до трех градусов, правда, легко парировавшийся рулем поворота.
Много неприятностей доставляли еще «сырые» моторы М-88, что вынудило временно комплектовать боевые машины уже проверенными М-87Б.
В декабре 1940 года ДБ-3Ф переименовали в Ил-4. К тому времени М-88 успели доработать, и их начали вновь устанавливать на бомбардировщики.
