Проектирование 12-местной пассажирской машины началось в мае 1934 года, и, как рассказывал И. Берлин, на этом настоял сотрудник НИИ ГВФ Петр Васильевич Дементьев, будущий министр авиационной промышленности. «Сталь-7» разрабатывался в соответствии с требованиями Главного управления ГВФ, среди которых была установка лицензионных моторов «Испано-Сюиза» жидкостного охлаждения, будущих М-100. Это было время, когда одним из главных требований к самолету подобного назначения было достижение наибольшей скорости, причем любой ценой.
Пассажирский самолет ПС-35
В 1933 году французскому конструктору Андрэ Лявилю, работавшему по контракту в Советском Союзе, поручили проектирование пассажирского самолета. Весной 1935 года начались летные испытания машины, получившей обозначение ЗИГ-1 (ПС-89). Вначале все шло удачно, но 27 декабря самолет потерпел катастрофу, о чем говорилось выше, вследствие вибраций (бафтинга) стабилизатора. Несмотря на это, построили еще шесть машин, которые эксплуатировались в Московском управлении на линиях, связывавших, в частности, Москву с Симферополем, Свердловском и Харьковом.
Почти параллельно со «Сталь-7» и ПС-89 создавался пассажирский самолет АНТ-35 (ПС-35). Общими для этих трех машин были максимально обжатые фюзеляжи, что было сделано в угоду достижению наибольшей скорости в ущерб комфорту пассажиров. ПС-35 «повезло»: из всех перечисленных «авиалайнеров» лишь он был построен в девяти экземплярах (включая опытную машину), которые эксплуатировались на линиях «Аэрофлота», в том числе и на международных, но недолго. ПС-35, созданный под руководством А.Н. Туполева на базе скоростного бомбардировщика СБ, впитал в себя все негативные стороны военной машины и, если не считать высокой скорости, был, мягко говоря, слишком неудобен для пассажиров, и это стало одной из причин, почему он не получил широкого распространения.
В конце 1930-х годов требования к пассажирской машине еще раз изменились. На первый план выдвинули большую пассажировместимость и повышенный комфорт. В соответствии с ними была закуплена лицензия на производство самолета ДС-3 американской компании «Дуглас», выпускавшегося в Советском Союзе сначала под обозначением ПС-84, а затем — Ли-2. Этот самолет прослужил в гражданской авиации до конца 1970-х годов, пережив более поздний авиалайнер Ил-12.
В декабре 1934 года «Сталь-7» выкатили из сборочного цеха завода опытных конструкций (ЗОК) НИИ ГВФ. Как и в предыдущих разработках, Роберт Людвигович старался использовать нестандартные технические решения. В 1930-е годы в аэродинамической трубе Военно-воздушной академии имени Н.Е. Жуковского Бартини исследовал влияние динамической воздушной подушки и экранного эффекта на аэродинамические характеристики крыла малого удлинения, снабженного боковыми шайбами. Для этого был изготовлен ленточный бегущий экран. Итогом исследований стала довольно оригинальная схема самолета с крылом в виде «обратной чайки».
Подобная схема позволяла установить в месте излома шасси с более короткими стойками, а значит, и более легкое, убиравшееся поворотом назад в мотогондолы. Крыло, набранное из профилей, разработанных Бартини (после ареста Роберта Людвиговича он стал обозначаться как профиль завода № 240), удачно совмещалось с фюзеляжем, поперечное сечение которого было близко к треугольному, сведя к минимуму аэродинамическую интерференцию.
Но этой схеме свойственны и недостатки, в частности, излом крыла приводил к некоторому его утяжелению и появлению так называемого «диффузорного» эффекта — образования вихря в точке отрыва воздушного потока на несущей поверхности, увеличивающего лобовое сопротивление. Однако, по мнению Бартини, преимущества от этой компоновки для самолета «Сталь-7» были выше, чем недостатки.
Много позже, когда на базе «Сталь-7» построили бомбардировщик Ер-2, «диффузорный» эффект дал о себе знать. Связано это было как с увеличением удельной нагрузки на крыло с 97,2 до 157 кг/м2, так и с установкой тоннельных водорадиаторов двигателей с выходом теплого воздуха через жалюзи, размещенные вблизи излома крыла.
Пассажирский самолет ПС-89 (ЗИГ-1) завода имени Гольцмана
Данное техническое решение позволило отказаться от средства механизации крыла — закрылков. Возможно, что после создания «Сталь-7» (в документах встречается также сокращенное обозначение «С-7») у Бартини усилился интерес к летательным аппаратам, использующим эффект близости земли.
Большая бортовая хорда крыла позволила разместить в его центроплане баки, вмещавшие необходимый для полета на большие расстояния запас бензина. Кроме этого, горючее разместили в баках — носках крыла, что ранее не встречалось ни в одном самолете.
Другим внешним отличием машины был фонарь кабины летчиков с остеклением, расположенным под углом против набегающего потока. Какую пользу для самолета приносила подобная конструкция, мне, как аэродинамику, непонятно. Возможно, такой фонарь не так заливало дождем, но скорее это была дань моде тех лет.
Планер состоял из полумонококового цельнометаллического фюзеляжа и ферменного крыла с оперением, обшитым перкалем. Вся конструкция, собиравшаяся из стальных труб и фасонных профилей, соединенных точечной сваркой, отличалась значительной трудоемкостью.
В июне 1934 года начальник «Аэрофлота» И.С. Уншлихт собрал совещание по рассмотрению эскизного проекта самолета двойного назначения «Сталь-7», разработанного в СНИИ ГВФ. Как следует из протокола совещания, машина, предложенная Бартини, разрабатывалась в пассажирском и военном вариантах.
Первоначально самолет прорабатывался с двигателями жидкостного охлаждения М-17, а затем — с лицензионными «Испано-Сюиза», получившими в Советском Союзе обозначение М-100. Для обоих вариантов самолета задавалась посадочная скорость 80 км/ч, а максимальная — с двигателями М-17 достигала 350 км/ч, с М-100 — 370 км/ч. Рассматривался вариант «Сталь-7» и с моторами М-34. Создавая «Сталь-7», Бартини пришел к выводу, что с двигателями М-100 мощностью по 750 л.с. на высоте 2400 метров можно перешагнуть 400-километровый рубеж скорости, и интуиция в сочетании с точным расчетом не подвела конструктора.
Разрабатывая свой проект, Роберт Людвигович, помимо достижения высоких летных данных самолета, не забывал и о комфорте пассажиров. Однако руководители гражданской авиации думали иначе, ставя на первое место скоростные характеристики машины. В итоге по их требованию высоту салона снизили с 1,8 до 1,55 метра, и пассажирам даже среднего роста пришлось бы перемещаться по салону в полусогнутом положении.
Желание руководства ГВФ сделать гражданскую авиацию резервом ВВС привело к тому, что в протоколе совещания у начальника Аэрофлота И.С. Уншлихта 3 июня 1934 года появилась запись: «Просить ВВС РККА в срочном порядке, чтобы не задерживать дальнейших работ по самолету «Сталь-7», дать заключение и предложения по военному варианту…»
