Однако создать такую машину оказалось не так-то просто. Главной и долгое время неразрешимой была задача, как компенсировать значительное увеличение массы самолета из-за установленной на нем брони и мощного оружия соответствующей мощностью моторов. Именно из-за этого не удалось создать свой штурмовик ни Николаю Поликарпову, ни Андрею Туполеву, ни другим.
Вторым вариантом было приспособление под штурмовик истребителей, разведчиков и других типов самолетов.
Вскоре после начала серийного производства биплана И-5 Поликарпову поручили испробовать его в качестве штурмовика. Для этого на истребитель попытались установить бомбодержатель для 50-кг бомбы ФАБ-50, четыре пулемета ШКАС и даже ракетодержатели![ГУ ЦАНО. Ф. 2066. Оп. 6. Д. 81. Л. 5.] Однако общий вес самолета при этом достиг почти полутора тонн, ухудшились скоростные характеристики и маневренность. Сам сброс учебных бомб происходил с отказами и неточно, а вероятность попадания в круг диаметром 25 м составляла не более 5 %. В общем, проект не удался…
4 августа 1935 года Совет труда и обороны СССР постановил переделать в штурмовик неудавшийся двухместный истребитель-биплан Ди-6, так же, как И-16, оснащенный двигателем М-25. Предполагалось, что машина будет вооружена шестью пулеметами ШКАС и бомбами, но при этом все равно сможет летать со скоростью 400 км/ч.
Испытания Ди-6Ш показали, что при полетном весе 2115 кг он развивал максимальную скорость 358 км/ч и поднимался на 5000 м за 17,5 мин. В восьми полетах над полигоном испытывалось стрелковое вооружение, в трех – бомбовое и в двух – химическое. При стрельбе из пулеметов с высоты 10–15 м пятая часть пуль попадала в цель размером 20 × 100 м, имитировавшую как бы «роту солдат на марше». Крыльевые пулеметные батареи работали нормально. Однако стрелять из них с высоты выше 17 м уже было невозможно из-за плохого обзора. Был отмечен и ряд других недостатков. Так, управление штурмовиком, особенно у земли на больших скоростях, было сложным и утомительным, он сильно задирал нос, что не позволяло производить прицельное бомбометание.
Несмотря на это, Ди-6Ш, как и многие другие опытные машины, был рекомендован в серийное производство, которое было полностью провалено Московским авиазаводом № 1. До конца 1936 года там удалось выпустить всего 36 штурмовиков, после чего военные признали Ди-6Ш бесперспективным.
И-16 тоже пытались приспособить под штурмовик, устанавливая на него самое разнообразное вооружение. ЦКБ-12П, получивший обозначение И-16 тип 12, был рекомендован к серийному производству. Однако до массового выпуска дело так и не дошло. В 1937 году было собрано только 10 таких пушечных истребителей, а в следующем еще 12.
Попутно шли работы по увеличению количества пулеметов. В январе 1937 года прошли полигонные испытания И-16 с четырьмя ШКАСами. Последние были установлены аналогично предыдущей версии: два в центроплане и два в консолях. Целью испытаний, кроме определения «тактической пригодности» модификации, было «выявить устранение промышленностью дефектов, выявленных ранее по безотказному подводу питания оружия». В ходе учебных стрельб было выявлено, что промышленность, в первую очередь завод № 21, не полностью устранила указанные ранее дефекты вооружения. В частности, подвод питания к внешним пулеметам был недоработан, из-за чего происходили частые заедания ленты. Ручки перезаряжания последних остались без изменений, лента шла плохо, пулеметы часто заклинивало. Несмотря на то что мощь истребителя в целом значительно возросла и появилась возможность использования его в качестве скоростного штурмовика, счетверенная пулеметная установка полигонных испытаний не выдержала[ГУ ЦАНО. Ф. 2066. Оп. 6. Д. 142. Л. 14.].
Тем не менее в отчете говорилось: «Значительно увеличена огневая мощь самолета И-16 как истребителя, появилась возможность использовать его как скоростной штурмовик»[Там же.].
Испытывался и вариант И-16 с химическим вооружением. На самолете монтировались два прибора выливных авиационных прибора ВАП-6. Последние предназначались для поражения живой силы, заражения местности и объектов на ней аэрозолями или капельно-жидкими отравляющими веществами. Для снаряжения ВАП использовались различные рецептуры на основе иприта, такие как смесь иприта с люизитом, вязкий иприт, а также дифосген и синильная кислота. Заправка ВАП-6 производилась непосредственно перед вылетом самолета.
И-16 с выливными приборами проходили над условной целью на высоте 25 м. В результате поражалась площадь 1,5 га. При выливании с высоты 100 м площадь поражения увеличивалась до 4,3 га, но значительно падала концентрация отравляющего вещества. Аналогичным образом производилось распыление горючей жидкости. Только вместо отравляющих веществ баки наполнялись гранулированным фосфором с водой или раствором хлорида кальция. Раствор поджигался специальными устройствами, крепившимися под выливными приборами. Впервые ВАП-6 с горючей жидкостью испытали на штурмовиках Р-5. Результаты показали, что разбрызгивание гранулированного фосфора малоэффективно против наземных сооружений, но эффективно против живой силы (испытания проводились на животных). И-16 с ВАП-6 выжигал с высоты 25 м площадь около 1 га[ГУ ЦАНО. Ф. 2066. Оп. 6. Д. 145. Л. 56.].
Испытывался и вариант И-16 с шестью пулеметами ШКАС, разработанный на авиазаводе № 21 конструктором Александром Бороковым. Основной особенностью самолета являлась шестипулеметная батарея, управляемая в полете. Пулеметы размещались в центроплане, в районе сочленения с отъемной консолью крыла и даже могли поворачиваться вниз в вертикальной плоскости на угол 9°. Машина имела неубирающиеся шасси, закрытые обтекателями. Так как в связи с этим освободилось подфюзеляжное пространство, там были размещены держатели для шести 25-килограммовых бомб.
Этот вариант И-16, получивший обозначение «тип 9», являлся уже не истребителем, а чистым штурмовиком. 27 декабря 1937 года самолет № 9211 совершил первый полет на заводском аэродроме, затем прошел заводские испытания, однако путевки в серийное производство не получил[Маслов М. Истребитель И-16 // Приложение к журналу «М-Хобби». М.: Армада, 1997. Вып. 2. С. 23.].
Тем не менее военные выразили пожелание, чтобы бомбодержатели (ДЕРы) устанавливались на все серийные истребители И-16. Опыт продолжавшейся войны в Испании показывал, что истребителям нередко приходилось действовать в качестве штурмовиков и легких бомбардировщиков. В частности, немецкие и итальянские Не-51 и CR-32 частенько сбрасывали их на передвигающиеся вражеские войска, артиллерийские позиции, мосты, аэродромы и другие цели. Замечен был в качестве бомбардировщика и новейший истребитель люфтваффе – Bf-109. Советские же И-15 и И-16 не имели бомбодержателей и могли поддержать наземные войска только огнем своих малокалиберных пулеметов.
Надо отметить, что руководство завода и находившееся в 1937 году в Горьком КБ Поликарпова высказывались против подобной универсализации истребителя, обосновывая это в первую очередь постоянным повышением полетного веса. Получалась эдакая неразрешимая задача. Конструкторы бились за увеличение скорости путем совершенствования конструкции и установки более мощных моторов, а военные сводили эти усилия на нет постоянными требованиями об усилении вооружения. И хотя удалось добиться отмены решения об установке ДЕРов, требование совмещения пушечного и стрелкового вооружения осталось в силе.
В октябре 1937 года прошли новые войсковые испытания И-16 с пушечным вооружением. В них приняли участие восемь самолетов. Из них три были вооружены 12,7-мм пулеметами и пятью 20-мм пушками ШВАК. В ходе 247 учебных вылетов были выполнены стрельбы по наземным мишеням и аэростатам заграждения. Надо отметить, что испытания зачастую проводились в кустарных условиях. Так, в роли «бронемашин» и «автомобилей» использовались примитивные деревянные «макеты», то есть каркасы, грубо обшитые досками. Видимо, бедность не позволяла поставить на полигоне хотя бы пару списанных грузовиков.
Была достигнута удовлетворительная меткость, но 20-мм пушки в части автоматики оказались недостаточно отработанными вследствие большого числа задержек и малой живучести отдельных деталей[ГУ ЦАНО. Ф. 2066. Оп. 6. Д. 159. Л. 17.].
Попутно проводились и испытания синхронно-пулеметного вооружения. Подобные установки появились еще во время Первой мировой войны, однако в послевоенный период должного развития не получили. Это было связано с тем, что синхронное оружие не могло развивать полную скорострельность, так как темп стрельбы зависел от частоты импульсов, посылаемых синхронизатором. Частота стрельбы напрямую зависела от числа оборотов воздушного винта и снижалась на отдельных режимах работы мотора до 40 % от темпа стрельбы обычного оружия.
При стрельбе имели место случаи пробития или повреждения воздушного винта вследствие затяжных выстрелов, самопроизвольных выстрелов и нарушений предельных режимов работы двигателей. Тем не менее постепенно конструкторы вернулись к этой идее.