Эти идеи находили живой отклик у Поликарпова, спроектировавшего, как мы знаем, несколько двухместных истребителей. Кроме того, Николая Николаевича увлекла возможность создания модульной (по современной терминологии) конструкции, в которой за счет установки «навесного» оборудования и вооружения (модулей) можно быстро получить (в том числе и в полевых условиях) самолет заданного назначения.
Н. Н. Поликарпов приступил к решению поставленной задачи в конце 1935 г. К лету 1936 г. ему удалось «нащупать» компоновки, удовлетворяющие большинству требований к подобному классу машин. Предполагалось, что самолет будет двухмоторным монопланом с гладкой металлической обшивкой и убираемым шасси. Двухместный вариант не обеспечивал требуемой универсальности боевого применения, поэтому машина стала трехместной.
Оставался открытым вопрос с двигателями. Большого разнообразия в выборе не было: мощный (1200 л.с.), но тяжелый М-34ФН или более легкий М-100, на развивающий 760 л.с. Первоначально Николай Николаевич склонялся к использованию М-34ФН, но после получения сведений из КБ В. Я. Климова об успехах в разработке форсированной модификации М-100Ф, получившей в серийном производстве обозначение М-103, он принял решение о параллельной разработке вариантов с обоими двигателями, чтобы потом, после тщательного сравнения, выбрать для постройки лучший.
Кроме того, одновременно разрабатывались проекты как с однокилевым, так и с двухкилевым оперением. Долгое время полной ясности, какое оперение применить, не было.
Существовала еще одна проблема: самолет какого назначения надо строить в первую очередь — штурмовик (воздушный танк — ВТ), ближний бомбардировщик (самолет воздушного боя — СВБ) или многоместный пушечный истребитель (МПИ). Сам Поликарпов считал, что СВБ. В сентябре 1936 г. были готовы проекты СВБ с моторами М-34ФН и М-100Ф с одно- и двухкилевым оперением. Длина равнялась 10,8 м, размах крыла — 16,5 м. Согласно расчетам, СВБ с двумя моторами М-100Ф мощностью 950 л.с. на высоте 5000 м может развивать максимальную скорость 521 км/ч. С М-34ФН машина имела бы скорость 550 км/ч на той же высоте 5000 м, но с меньшей нагрузкой. Технические требования предусматривали скорость не ниже 530 км/ч.
Одновременно был готов и проект многоместного пушечного истребителя МПИ с двумя М-34ФН. Его характеристики были аналогичны характеристикам СВБ.
16 сентября 1936 г. состоялось обсуждение этих проектов. После внесения соответствующих корректив, с учетом возможного появления в 1937 г. нового мотора М-105 (модификация М-103 с повышенной до 1100 л.с. мощностью), было решено строить СВБ и МПИ-1 с М-103 в вариантах с однокилевым оперением.
Перевод части КБ на завод № 84 задержал доработку нового варианта эскизного проекта с двумя М-103. Возникла проблема и с постройкой. Опытного производства, как мы знаем, на заводе № 84 не существовало, а размещать изготовление деталей и агрегатов в цехах серийного производства директор отказывался. Об этом в конце 1937 г. Н. Н. Поликарпов так писал ВРИД начальника ВВС Смушкевичу:
«Инициативный проблемный самолет…, благодаря поддержке т. Сталина, нам удалось устроить для постройки на заводе 84, где он с громадными трудностями, наконец, выстроен».
Около двух месяцев пришлось затратить на переработку конструкции применительно к технологии завода № 84. Он был готов 20 декабря 1936 г. Длина машины немного увеличилась и стала равной 11 м, при этом размах крыла (16,5 м) и площадь (40,76 кв. м) не изменялись. Штурман размещался в носовой кабине с хорошим обзором. Кабины летчика и стрелка-радиста закрывались одним фонарем. Турельная установка ТУР-10 с пулеметом ШКАС в кабине стрелка-радиста располагалась в выдвижной башне. В ходе постройки вместо ТУР-10 в башне разместили СУДБ-3 — пулеметную установку с бомбардировщика ДБ-3 [7]. Самолет рассчитывался на перегрузку в 13 единиц.
К моменту запуска в производство первого экземпляра ВВС сочли, что СВБ им не нужен — на вооружении находился неплохой скоростной бомбардировщик СБ и что разработка его модификации с более мощными двигателями позволит увеличить скорость до 500 км/ч. Поэтому в качестве первого экземпляра решили выпустить МПИ-1.
К этому времени в ОКБ Шпитального была создана мощная, но сравнительно тяжелая автоматическая 37-мм авиационная пушка К-37. В ноябре 1936 г. Поликарпов вместе с главным конструктором пушки Шпитальным направил предложение заместителю наркома НКОП М. М. Кагановичу разработать военный вариант ПС-84 (DC-3) — тяжелый штурмовик, вооруженный двумя 37-мм пушками К-37, четырьмя ШВАК, бомбами. Это позволило бы, с одной стороны, быстро создать для ВВС самолет такого класса, с другой — отработать и испытать установку пушек К-37 в воздухе. Был разработан эскизный проект военного варианта ПС-84.
В феврале 1937 г. Н. Н. Поликарпов направил письмо директору завода № 84 Мурашеву, в котором он отмечал, что:
«…до настоящего времени мы не имеем прямого указания… по этому вопросу, ввиду чего, а также имеющегося приказа зам. наркома НКОП М. М. Кагановича о передаче этой работы конструктору Мясищеву, вопрос о разработке нами военного варианта сам. DC-3 до получения прямого распоряжения зам. наркома НКОП М. М. Кагановича остается открытым».
В. М. Мясищев начал проектировать свой вариант вооруженного самолета ПС-84, но недолго, так как в том же 1937 г. его арестовали.
Несмотря на то что пушки К-37 еще не прошли полной отработки, Поликарпов решил установить их в центроплане крыла МПИ-1, по одной вблизи фюзеляжа вместо предполагаемых четырех 20-мм пушек ШВАК. Это усиливало огневую мощь самолета и расширяло сферу его применения. Носовая установка в кабине штурмана оснащалась подвижной пушкой ШВАК. Машина могла использоваться в качестве истребителя против бомбардировщиков и бронированных наземных и морских целей, в первую очередь танков. Ограниченный опыт первого года войны в Испании выявил, что танки могут сыграть большую роль в грядущих войнах. Поликарпов был одним из первых, кто предложил использовать авиацию для борьбы с танками. Поэтому по его указанию МПИ-1 стали обозначать как ВИТ-1 — «воздушный истребитель танков». Ведущим конструктором была назначена З. И. Журбина.
К маю 1937 г. КБ Поликарпова разработало семь различных схем вооружений в зависимости от целевого использования машины. 31 мая 1937 г. военпред завода № 84 писал начальнику 2-го отдела УМТС ВВС РККА бригинженеру Александрову, что замена вооружений по любому из этих вариантов в условиях строевой части «силами и средствами последней» займет не более 20 часов. Один и тот же самолет мог использоваться в качестве скоростного бомбардировщика, истребителя крупных целей (ВИТ), штурмовика, пикирующего бомбардировщика, дальнего разведчика, истребителя сопровождения, среднего бомбардировщика (в перегрузочном варианте). Согласно утвержденным в июне 1937 г. требованиям ВВС, все варианты должны иметь пушку ШВАК в кабине штурмана, пулемет ШКАС в кабине стрелка и люковый пулемет (лишь штурмовик почему-то оснащался двумя подвижными пулеметами ШКАС вместо пушки в кабине штурмана). Истребитель сопровождения, истребитель крупных целей (ВИТ) и дальний разведчик бомбовой нагрузки внутри фюзеляжа не имели. Скоростной и средний бомбардировщики несли в фюзеляже 800 кг бомб, причем средний бомбардировщик должен допускать подвеску под фюзеляжем одной бомбы весом 500 кг или под крылом четырех по 100 к г. Штурмовик нес 20 бомб весом по 15 кг, пикирующий бомбардировщик — до тонны бомб.
Дополнительное стрелково-пушечное вооружение состояло:
— у всех бомбардировщиков — из двух неподвижных пулеметов ШКАС в фюзеляже;
— у истребителя крупных целей (ВИТ) — из двух 37-мм пушек в центроплане;
— у штурмовика — из двух ШКАС и двух ШВАК в центроплане, двух неподвижных ШКАС в фюзеляже;
— у истребителя сопровождения и дальнего разведчика — из двух пушек ШВАК в центроплане.
