Тем же летом Вахмистров подал в Комитет по изобретательству заявку на изобретение «самолёта-звена». «Я предлагаю составить тяжелый многомоторный самолёт из одного бомбардировщика среднего веса и двух истребителей, получив систему-звено, которая может работать и как один целый самолёт, и как три отдельных самолёта. <…> Я заставлю истребители, на которых стоят мощные моторы, использовать избыток их мощности на полезную работу переноски тяжёлого груза, а в нужный момент использовать её для боя. Кроме того, производя питание горючим истребителей из баков бомбардировщика, тем самым даётся возможность истребителю работать в глубоком тылу с возможностью вернуться в своё расположение»
[74].
Рисунок Вахмистрова из его заявки на изобретение.
Модель «самолёта-звена».
Истребитель И-4 представлял собой металлический биплан, точнее — полутораплан, так как нижнее крыло было меньше верхнего. Тем не менее при установке на крыло ТБ-1 оно оказывалось довольно близко к пропеллерам бомбардировщика. Так как смещение истребителя вбок могло привести к катастрофе, плоскости нижнего крыла решили снять, превратив И-4 в моноплан.
Работы по реализации составного самолёта шли быстрыми темпами. Уже в августе в мастерских Военно-воздушной академии была изготовлена модель ТБ-1 с двумя истребителями на крыле. Её продувки в аэродинамической трубе показали, что устойчивость и управляемость «звена» в полёте будет нормальной даже при взлёте только одного истребителя, запаса рулей достаточно. Помощь в работе оказали сотрудники ЦАГИ: расчётом на прочность руководил В.Н. Беляев, аэродинамическими исследованиями — Белостоцкий, разработкой конструкторской документации — инженеры Д.Л. Привен и И.И. Никитенко.
Для крепления истребителей на бомбардировщике на каждой плоскости последнего установили по три фермы из стальных труб. Две короткие передние, оснащенные замками от бомбодержателей, предназначались для фиксации оси шасси И-4, третья, более длинная — для удержания хвоста в горизонтальном положении; она крепилась к нижней части шпангоута истребителя за сидением лётчика. Самолёты закатывали на крыло по установленным на козла деревянным помостам с направляющими для колёс.
Закатывание истребителей на крылья было тяжёлой работой.
Отсоединение истребителя в полёте происходило следующим образом: по команде командира бомбардировщика лётчики-истребители открывали замки задней опоры, которая откидывалась назад и, взяв ручку управления слегка «на себя», давали своим машинам небольшой положительный угол атаки. По следующей команде правый лётчик ТБ-1 открывал передние замки истребителей. Самолёты отходили от носителя вверх и в стороны.
1 декабря 1931 г. ТБ-1 и два И-4 перелетели на аэродром Монино, для испытаний были выделены самые опытные лётчики. Пилотировать бомбардировщик должны были А.И. Залевский (командир корабля) и А.Р. Шарапов, в задней кабине находились В.С. Вахмистров и бортинженер В.В. Морозов. Лётчиком левого И-4 назначили B.П. Чкалова, правого — А.Ф. Анисимова.
Полёт самолёта-звена состоялся 3 декабря. Шарапов слишком рано освободил передние замки истребителя Анисимова, который не успел увеличить угол атаки, что едва не привело к трагедии.
Участники первых полётов «звена Вахмистрова». Слева-направо: лётчик И-4 А.Ф. Анисимов, В.С. Вахмистров, командир ТБ-1 A.И. Залевский, лётчик И-4 B.П. Чкалов, инженер ТБ-1 В.В. Морозов.
«Звено-1» на разбеге.
Момент отделения истребителей от ТБ-1.
Описание опасного эксперимента содержится в докладе Валерия Чкалова, написанном сразу после полёта: «Самолёты И4 после прогрева моторов на земле были закатаны на самолёт ТБ1, где сразу же установлены на замки… После запуска всех моторов были даны разные режимы моторов на месте, никаких вибраций нет. После вторичного осмотра замков и креплений „самолёт-звено“ начал рулёжку, сначала на моторах ТБ1.
Я наблюдал за правым самолётом И4 и заметил, что в креплении замков у шасси имеется качание. После рулёжки на одних моторах ТБ1 была произведена рулёжка с поднятым хвостом на всех четырёх моторах. Обороты И4 1000 об/мин. Никаких ненормальностей нет. Качания правого И4 при 1000 об/мин отсутствовало.
После этого был произведен тщательный осмотр замков и креплений и был дан старт. Моторы ТБ1 имели обороты для взлёта, а моторы И4 — 1450 об/мин. Взлёт нормальный, отрыв быстрее, чем у одного ТБ, набор высоты производился на небольшой скорости — 145–150 км/ч. Вибраций никаких не заметно.
На высоте 1000 м произведено отцепление самолётов И4, сначала правого, затем меня. После дачи сигнала „отцепи хвост“ правому И4 таковое произошло, но тренога ещё не опустилась, в этот момент произведено было отцепление передних замков. Самолёт И4 оторвался на полметра вверх от замков, ударился за ними о плоскость ТБ1, поломал себе винт и пробил обшивку крыла ТБ1, и низко над плоскостью сошёл вправо.
В момент удара правого И4 о плоскость ТБ1 произвели сбрасывание меня (левого). Как только были освобождены замки моего самолёта, я немного взял ручку рулей на себя и мой самолёт был уже метров на десять выше ТБ1. Пройдя над ТБ1, посмотрел за его правой плоскостью и после этого посмотрел шасси правого И4, они были исправны, после всего этого пошёл на посадку. Весь полёт, как в звене, так и одиночку, нормален… Полёт длился 12 минут»
[75].
