Разработка машины началась в отделе опытного самолетостроения АГОС под руководством Туполева. Инженеры ЦАГИ построили ТБ-1 за девять месяцев, израсходовав лишь 200 тысяч бумажных рублей.
Опытный экземпляр АНТ-4 с моторами «Нэпир-Лайон»
ТБ-1 представлял собой двухмоторный цельнометаллический свободнонесущий моноплан с гофрированной обшивкой.
Основу конструкции составляли фермы из дюралюминиевых и стальных труб, принимавшие на себя основную нагрузку. Гофрированная обшивка крыла работала лишь на кручение, фюзеляжа – на изгиб, что существенно, учитывая довольно низкие механические свойства дюралюминия тех лет, снижало весовую отдачу самолета.
Забегая вперед отмечу, что вскоре после появления этого самолета фирма «Юнкерс» пыталась отсудить свои приоритеты в области цельнометаллического самолетостроения. Однако подробное сравнение конструкции планера ТБ-1 и самолетов, строившихся по концессии компанией «Юнкерс» на заводе в подмосковных Филях, показало, что каркас крыла немецких машин был выполнен в виде пространственной фермы с диагональными раскосами, в углах которых проходили трубчатые пояса. На ТБ-1 набор крыла состоял из ферменных лонжеронов, воспринимавших изгибающий момент, и нервюр, между которыми располагались топливные баки.
Ферменным был и фюзеляж. Иным был и шаг гофрированного дюралюминиевого листа, использовавшегося в обшивке.
Одна из сложнейших задач при разработке самолета была, как всегда, связана с выбором двигателей. Своих авиамоторов нужной мощности тогда не было. Поэтому на разных этапах проектирования рассматривались 400-сильные двигатели воздушного охлаждения «Юпитер» компании «Бристоль» и жидкостного охлаждения «Нэпир-Лайон». Поскольку «Юпитеры» необходимо было покупать, а 450-сильные «Нэпир-Лайоны» имелись в наличии и считались более перспективными, на них и сделали ставку.
Требования, предъявлявшиеся к самолету, не имели жестких ограничений, и поэтому с самого начала его разработки было предусмотрено использование ТБ-1 в ВВС в качестве бомбардировщика с соответствующим оборудованием и вооружением, включая оборонительное. Это было весьма дальновидно, поскольку ВВС, ознакомившиеся весной 1925 года с проектом машины, разработали дополнительные требования по использованию ее в качестве бомбардировщика.
Остехбюро, заинтересованное в сотрудничестве с военными, не возражало. В итоге были сформулированы общие требования, не ущемлявшие интересы обоих заказчиков.
Общее руководство осуществлял А.Н. Туполев, носовой частью фюзеляжа занимался А.А. Архангельский, остальным фюзеляжем – А.И. Путилов, крылом – В.М. Петляков и В.Н. Беляев, оперением – Н.С. Некрасов. Винтомоторную группу разрабатывала группа во главе с И.И. Погосским, шасси – бригада Н.И. Петрова. Управление самолета проектировали А.А. Бойков и И.В. Четвериков. Темпы работ были очень высокие. В итоге самолет построили 11 августа 1925 года. Опытного завода в ЦАГИ тогда еще не было, и сборку машины производили на втором этаже дома № 16 по улице Радио. Первый полет самолета, пилотируемого летчиком А.И. Томашевским (других членов экипажа на борту не было), состоялся 26 ноября того же года с Центрального аэродрома столицы, тогда носившего имя Троцкого.
Первый прототип АНТ-4 был скорее демонстрационной машиной, поскольку в пилотской кабине было лишь одно кресло и, соответственно, один пост управления. Отсутствовало и вооружение, как бомбовое, так и оборонительное. Очень много было зарубежных комплектующих изделий, включая приборы и резину для колес.
Первый полет, хотя и продолжавшийся лишь семь минут, позволил летчику сделать вывод: «Машина очень устойчива и управляется хорошо». Правда, Томашевский тогда же отметил большие нагрузки на штурвале от элеронов.
После доводки машину, поскольку в свои права вступила зима, поставили на лыжи, заимствованные от немецкого бомбардировщика ЮГ-1. Второй полет А.И. Томашевский совершил 15 февраля 1926 года, и в конце февраля АНТ-4 передали на испытания в НОА, преобразованный в октябре того же года в НИИ ВВС.
В ходе государственных испытаний АНТ-4, проходивших с 11 июня по 2 июля, достигли скорости 196,5 км/ч. Летчики отмечали хорошие управляемость и взлетно-посадочные характеристики. Самолет допускал кратковременный полет с брошенным управлением и полет на одном двигателе.
Сразу же после завершения государственных испытаний Томашевский совершил два полета с нагрузкой 1075 кг продолжительностью 12 часов 4 минуты и 2054 кг, пробыв в воздухе 4 часа 15 минут. Это были хотя и рекордные достижения, но в ФАИ их не зарегистрировали, поскольку Советский Союз тогда не входил в эту организацию.
10 июля 1926 года опытный образец АНТ-4 сдали Остехбюро, где он использовался для испытаний авиационных мин и торпед.
Пока испытывали первый вариант АНТ-4, в ЦАГИ началась работа по его «дублеру». В отличие от предшественника, на нем предусмотрели оборонительное и наступательное вооружение. При этом бомбовая нагрузка весом 1200 кг должна была размещаться как в грузовом отсеке, так и на внешней подвеске. Оборонительное вооружение включало шесть пулеметов «Льюис» калибра 7,62 мм на трех турелях. Существенно расширился и состав оборудования. Теперь в него входили радиостанция с радиусом действия до 400 км, фотоаппарат «Потте». На случай пожара предусмотрели огнетушители.
Второй экземпляр АНТ-4 на лыжах
Большой проблемой для самолетостроителей и заказчика по-прежнему был выбор двигателей. Сначала остановились на 450-сильных французских моторах «Лорэн-Дитрих», и самолет получил ЛБ-2ЛД, поскольку первоначально рассматривался как легкий бомбардировщик.
Уже в ходе постройки машины произошли существенные изменения. Прежде всего, отказались от моторов «Лорэн-Дитрих», заменив их более сильными немецкими BMW VI, которые потянули за собой изменения топливной системы машины и ее оборудования. Кабину пилотов расширили, сделав ее двухместной. При этом экипаж возрос до пяти человек: штурмана (бомбардира-навигатора), совмещавшего обязанности радиста и фотографа, двух воздушных стрелков и помощника летчика, одновременно являвшегося и стрелком фюзеляжной установки.
Это позволило самолету перейти из категории легкого в тяжелый бомбардировщик. Так появилось обозначение ТБ1–2БМВ6, затем – ТБ-1.
Дублер построили к февралю 1928 года, но летные испытания из-за задержек с поставками импортных комплектующих начались лишь в июле. Заводские испытания, в ходе которых достигли скорости 207 км/ч, проводили летчики М.М. Громов и С.А. Данилин, а также летчик-наблюдатель Кравцов.
Спустя месяц самолет, правда без вооружения, передали в НИИ ВВС, где летчик М.А. Волковойнов и наблюдатель Петров 12 сентября выполнили первый полет по программе государственных испытаний.
Испытания шли трудно. Они сопровождались не только отказами оборудования, но и постоянно выявлялись те или иные дефекты, включая трещины в обшивке крыла и хвостовой части фюзеляжа.
Дублер ТБ-1 на государственных испытаниях. Декабрь 1928 г.
Очередной этап доводки и ремонта машины завершился в середине ноября 1928 года. После этого на ТБ-1 совершили лишь один полет – и снова ремонт. На этот раз сильный ветер сорвал струбцины с элерона и повредил крыло. Испытания продолжили в декабре, но избавиться от дефектов и, соответственно, поломок не удавалось. Несмотря на это, специалисты НИИ ВВС рекомендовали самолет для эксплуатации в строевых частях, естественно, при условии устранения выявленных дефектов, а это прямая дорога к серийному производству.
