В середине 1920-х, в эпоху расцвета бипланов, ВВС многих стран уделяли заметное внимание разработке двухместных одномоторных истребителей и многоцелевых самолетов. По максимальной скорости и маневренности они практически не уступали одноместным бипланам, так как при достаточно высоком уровне совершенства конструкции, достигнутом к этому времени, доля лобового сопротивления турели и стрелка вместе с увеличением площади крыльев и общей массы самолета были незначительны. Считалось, что двухместный истребитель обладает определенными преимуществами. Наличие стрелка или летнаба обеспечивало большую универсальность боевого применения машины, в том числе как скоростного разведчика, ночного истребителя, легкого бомбардировщика и штурмовика. Сопровождая тяжелые бомбардировщики, ему не требовалось производить сложные маневры и нарушать боевые порядки ударной группы, отражая атаки вражеских истребителей из задней полусферы. Подвижная стрелковая установка защищала истребитель сзади и увеличивала продолжительность обстрела цели в одной атаке, что было особенно важно при ночном перехвате и уничтожении малоразмерных наземных целей.
Первые в нашей стране двухместные истребители ДИ-1 и ДИ-2 были разработаны под руководством Н.Н.Поликарпова во второй половине 1920-х на московском авиазаводе ╧1. Затем эти работы продолжили в ЦКБ завода «Авиаработник» им. Менжинского. Летом 1931-го там построили биплан смешанной конструкции ДИ-3, а в начале 1933-го подкосный цельнометаллический высокоплан ДИ-4 французкого конструктора А.Лявиля. Все они стались в опытных экземплярах. Логическим продолжением этого направления в ЦКБ завода «Авиаработник» явилось создание бригадой С.А.Кочеригина летом 1934-го двухместного биплана ЦКБ-11 или ДИ-6. Непосредственно конструированием самолета занимался известный впоследствии авиационный конструктор В.П.Яценко. За плечами недавнего выпускника МАИ, был большой жизненный и профессиональный опыт. Окончив в 1915-м Курское реальное училище, Владимир Панфилович служил в армии в качестве авиамеханика и моториста, работал конструктором на авиапредприятиях В.В.Слюсаренко, А.А.Пороховщикова и Ю.А.Меллера. С 1924-го на заводе ╧1 под руководством Н.Н.Поликарпова Яценко разрабатывал фюзеляжи самолетов И-3, ДИ-2, У-2, ТБ-2 и Р-5.
В октябре 1929-го его назначили ведущим конструктором в ЦКБ завода ╧39. Осенью 1931-го Яценко возглавил вновь образованную конструкторскую группу двухместных истребителей ЦКБ-ЦАГИ, работавшую на заводе опытных конструкций ЦАГИ. В следующем году после очередной структурной перестройки опытного самолетостроения группу В.П.Яценко присоединили к бригаде штурмовиков и разведчиков Сергея Алексеевича Кочеригина на заводе ╧39. Новый самолет проектировался сразу в двух основных вариантах: двухместный истребитель и штурмовик. Конструктору двухместной машины, чтобы она стала полноценным истребителем, способным вести маневренный воздушный бой, требовалось обеспечить удельные нагрузки на мощность и крыло, близкими к аналогичным показателям одноместного истребителя. Этого можно было добиться очень тщательным подходом к общей компоновке истребителя. Лобовое аэродинамическое сопротивление уменьшили, оснастив новый биплан впервые в мировой практике убирающимся шасси, причем амортизаторы размещались в дисках основных колес. В варианте штурмовика, кроме четырех подкрыльевых точек подвески, предусматривался бомбоотсек в фюзеляже на четыре авиабомбы калибра до 10 кг, на крыльевых узлах могли подвешиваться два ВАП-6.
Различалось и стрелковое вооружение: у истребителя — один турельный и два крыльевых пулемета ШКАС с боекомплектом по 750 патронов на ствол; у штурмовика — один турельный ШКАС с боекомплектом 750 патронов и четыре крыльевых ПВ-1 с общим боезапасом 3000 патронов (в перегрузку боезапас крыльевых пулеметов возрастал до 4000 патронов). Использование разных пулеметов на истребителе и штурмовике объясняется особенностью применения машины. Более легкие и скорострельные ШКАСы (скорострельность 30 выстр/сек, против 13 выстр/ сек у ПВ-1) применялись для поражения малоразмерных и скоростных воздушных целей, когда стрельба велась практически с постоянной дистанции. ПВ-1, в описываемый период, более надежные и в пять раз дешевле использовались для обстрела малоподвижных площадных целей с различных дистанций более продолжительными очередями. Причем для повышения эффективности стрельбы два крыльевых пулемета устанавливались сходящимся «веером», а два — параллельно продольной оси самолета. Для обеспечения летчику хорошего обзора задней полусферы закрытая кабина стрелка размещалась ниже заголовника пилота.
Самолет проектировался под V-образный мотор жидкостного охлаждения М-32 конструкции В.М.Яковлева номинальной мощностью 600л.с. и высотностью 5000м. Шесть опытных моторов наработали в 1932-1934 годах на стенде в общей сложности 1200ч. При этом выявился ряд серьезных конструктивных недостатков (прогар поршней, поломка клапанов, разрушение подшипников), поэтому доводку М-32 прекратили. Неудача с М-32 привела к замене его при рассмотрении эскизного проекта и макета истребителя на менее высотный (расчетная высота 2132 м) звездообразный 625-сильный мотор воздушного охлаждения «Райт» «Циклон» R-1820F-3. В сентябре 1934-го первый опытный краснокрылый ЦКБ-11 поступил в НИИ ВВС на предварительные госиспытания. От НИИ ВВС ведущим летчиком назначили И.Ф.Петрова и летнаба Виноградова. От завода ╧39 в испытаниях участвовали летчик Ю.И.Пионтковский и начальник летно-испытательной станции Н.Николаев. Первый вылет на самолете совершил летчик НИИ ВВС А.И. Филин только 30 сентября. Второй полет состоялся в декабре. За это время на самолете заменили мотор, изменили угол установки стабилизатора, отрегулировали уборку и выпуск шасси. Но 10 декабря новинка авиастроения — убираемое шасси напомнило о себе. В том полете не закрылись замки стоек в убранном положении. Летчик Петров подал давление в систему раньше, чем открылись замки выпущенного положения, из-за этого деформировался рычаг привода стойки. На следующий день ему при заходе на посадку не удалось закрыть замки стоек шасси в выпущенном положении, и пилот посадил самолет на фюзеляж. О летном происшествии, обвинив во всем летчика, доложили наркому тяжелой промышленности Серго Орджоникидзе. Григорий Константинович вызвал Петрова к себе для объяснений и внимательно выслушал испытателя, вникнув в суть произошедшего. Возвратившись в институт, Петров узнал, что приказом наркома ему объявлена благодарность с награждением легковым автомобилем ГАЗ-1.
В отчете по испытаниям, завершившихся в этом же месяце, отмечалось, что из-за тряски мотора на некоторых режимах его работы вибрировали консоли нижнего крыла, особенно левая. Характер вибраций указывал на резонанс собственных колебаний крыла с тряской мотора. При разбеге тяжело поднимался хвост, и имелась тенденция к развороту влево, что на неровном аэродроме затрудняло выдерживание направления взлета. Пользование аварийной системой выпуска шасси требовало от летчика больших физических усилий, а из-за недостаточной эффективности элеронов он медленно входил в вираж и вяло менял его направление. Летчик в зимнем обмундировании с парашютом без посторонней помощи не мог забраться в кабину. Не лучше обстояли дела при аварийном покидании самолета в воздухе зимой. Летнаба не устраивало отсутствие связи с летчиком, особенно на больших высотах и при работе двигателя на максимальном режиме. Отмечался плохой обзор из кабины вниз и вперед по полету, а также ограниченные углы обстрела задней стрелковой установки. В аварийной ситуации в полете летнаб с трудом мог покинуть самолет из-за малого проема люка и больших физических усилий, необходимых для открытия замка левой створки.
Общее заключение о машине было благожелательным и в нем, в частности, говорилось: «Полученные скорость, маневренность, отсутствие крупных дефектов показывают, что ДИ-6 быстро может быть доведен до эталонного состояния, и будет представлять большой интерес для Воздушных Сил как двухместный истребитель, обладающий хорошими летными данными. Необходимо (…) форсировать постройку второй машины, доведя до боевого состояния (…) и предъявить ее на госиспытания. Одновременно целесообразно начать постройку опытной войсковой серии самолетов… Предложить заводу ╧39 проработать вопрос модификации самолета в одноместный истребитель сопровождения… Убирающее шасси и колеса с внутренней амортизацией считать выдержавшими госиспытания; схему и конструкцию шасси и колес рекомендовать как удачный образец». Первое чистилище новая машина прошла успешно: замысел конструктора воплотился в окрыленный металл, в главных своих показателях удовлетворяющих заказчика.
После первомайских праздников 1935-го в НИИ ВВС приступили к госиспытаниям доработанного ДИ-6. На этот раз машину испытывали летчики П.Я.Федрови и В.А.Степанченок. После завершения госиспытаний (ноябрь 1935-го) общее мнение о самолете у их участников и руководства института сохранилось положительное: «ДИ-6 обладает для своего класса большим диапазоном скоростей (на высоте 3000 м от 150 до 385 км/ч), хорошей для двухместного самолета маневренностью и устойчивым пикированием. На самолете удачно разрешен вопрос биплана с надежно работающим убирающимся шасси. Хорошо сделаны колеса с внутренней амортизацией. Крыльевые пулеметные установки работают безотказно. Управление пулеметами и прицеливание удобное. Производственное выполнение самолета в целом хорошее».
При испытаниях стрелкового вооружения ДИ-6 летчики-испытатели отрабатывали и тактические приемы применения новой машины: несколько страниц отчета об испытаниях занимают красочные схемы построения атак воздушных целей и обороны от истребителей противника, убедительно доказывающие тактические преимущества двухместной машины. Новой техники не бывает без недостатков, и ДИ-6 — не исключение из правила, вот только основные, вошедшие в акт по госиспытаниям. Вследствие крайне ограниченных углов обстрела и затруднительного маневрирования пулеметной установкой легко можно было прострелить оперение самолета. Конструкция пулеметной установки не обеспечивала маневрирование и безотказную работу пулемета. Стрелок, сидевший спиной по полету в неудобной напряженной позе, быстро уставал. Для уборки шасси пилоту требовалось девять операций. Хвостовое оперение и консоли обоих крыльев вибрировали при полетах на больших углах атаки. Кроме этого, в ночном полете летчик ослеплялся выхлопами мотора, что исключало прицельную стрельбу и затрудняло посадку. Как и прежде отсутствовала надежная переговорная и зрительная связь между стрелком и летчиком. Стрелок с парашютом с трудом мог покинуть самолет в аварийной ситуации. Открывалась только левая половина экрана (фонаря) кабины стрелка. Маленький козырек кабины не защищал летчика, фюзеляж продувался и экипаж замерзал в полете. Не меньше было замечаний и к удобству обслуживания самолета техническим составом на земле.
Заключение НИИ ВВС получило поддержку у начальника ВВС РККА Я.И.Алксниса, который, в частности, просил начальника ГУАПа обязать завод ╧39 выпустить в кратчайший срок один из десяти ДИ-6М-25, заказанных для войсковых испытаний, как образец машины на 1936-й, с устранением всех дефектов, оснащенный радиостанцией РИ ЗЕТ, самопуском двигателя и прочими/доработками. В последний день октября 1935-го завод ╧39 предъявил на полигонные и заводские испытания вооружения первый опытный ДИ-6 в варианте штурмовика. Всего выполнили 10 полетов. В восьми из них испытали крыльевые пулеметные батареи, работавшие безотказно, в трех полетах провели бомбометание на ногинском полигоне корпусами авиабомб АО-8, в двух — проверили выливные авиаприборы химического вооружения ВАП-6. Но этого оказалось недостаточно, и начальник ВВС Алкснис решил провести дополнительные испытания вооружения ДИ-6Ш с привлечением наиболее подготовленных летчиков из строевых частей.
В частности, на бреющем полете, где внимание летчика сосредоточено на технике пилотирования, он не мог вести детальную ориентировку для выхода на цель. Ориентировка не поручалась штурману, кабина которого была ╚слепа╩ , а поэтому терялось основное свойство штурмовика — внезапность. Недостаточный радиус действия с полной нагрузкой, количество и качество бомб не соответствовало тактическим задачам , что делало самолет неполноценным для выполнения штурмовых задач. Большие разбег и пробег самолета чрезвычайно затрудняли эксплуатацию на полевых аэродромах. Самолет на высоких скоростях сильно кабрировал, а большое давление на ручку утомляло летчика и не давало ему возможности ориентироваться по карте. Бомбардировочное оборудование, сосредоточенное в передней кабине, сильно загружало летчика и затрудняло прицельное бомбометание, т.к. цель закрывается самолетом. Летнаб никакого участия в бомбометании не принимал.
Одновременно с дополнительными испытаниями штурмовика в феврале 1936-го завод ╧39 предъявил на войсковые испытания два серийных ДИ-6М-25. До этого в советской авиации войсковых испытаний самолетов не проводили. ДИ-6М-25 и СБ были первыми самолетами, на которых предстояло отработать организацию и методику войсковых испытаний. От НИИ ВВС войсковые испытания возглавил командир авиабазы института майор Спирин, в испытательную бригаду также вошли инженер по вооружению Ссорин и ведущий инженер-летчик А.И.Никашин. В феврале состоялся первый вылет истребителя ДИ-6М-25 на лыжах. Испытания двух самолетов на лыжном шасси продолжались до 10 апреля 1936-го, когда аэродром раскис и полеты стали невозможны. Самолеты на колесном шасси участвовали в первомайских праздниках. В конце мая, после завершения заводского ремонта, на аэродроме НИИ ВВС приземлились три ДИ-6М-25 (к двум первым серийным машинам присоединилась третья), на которых до июня продолжили войсковые испытания.
В ходе них в НИИ ВВС провели одиночные учебные воздушные бои ДИ-6 с И-15, И-16 и разведчиком Р-5, показавшие, что наивыгоднейшими маневрами следовало считать глубокие виражи и боевые развороты. Из-за более низкой, по сравнению с одноместными истребителями, тяговооруженности ДИ-6 проигрывал им бой на вертикали. ДИ-6 превосходил разведчик Р-5 в вертикальных и горизонтальных маневрах. Определили и штопорные характеристики истребителя. Сваливание происходило при скорости 80-90 км/ч при полной даче ноги по штопору и ручке управления, взятой на себя. После трех витков ДИ-6 выходил с небольшим запаздыванием. При увеличении количества витков до пяти наблюдались случаи неправильного штопора, для вывода из которого требовались большие усилия, а выход происходил с запаздыванием на 1,5…2 витка. В случае значительного запаздывания требовалась дача мотора, после чего самолет хорошо выходил из штопора. ДИ-6 легко летал в строю на средней высоте и тяжело — на малых из-за недостаточных эффективности элеронов и обзора вперед. В отчете по войсковым испытаниям отмечалось: «По маневренности (…) ДИ-6М-25 стоит даже выше одноместных скоростных истребителей. Наличие задней огневой точки, при отмеченных выше качествах, дает ему значительные преимущества при ведении воздушного боя со всеми типами самолетов. Однако наличие целого ряда недостатков задней кабины стрелка (…) снижают его боевую ценность как истребителя».
В июне 1936-го головная машина войсковой серии поступила в НИИ ВВС. Самолет по-прежнему — в центре внимания руководства ВВС, поэтому его испытания поручены инженеру А.И.Никашину и летчику Э.Ю.Преману. За 28 дней было выполнено 33 полета. За два года прошедших с начала испытаний первой опытной машины, так и не удалось улучшить ее тактико-технические данные. Взлетная масса из-за установки дополнительного оборудования и доработок выросла на 81 кг, максимальная скорость снизилась на 16 км/ ч, длина разбега увеличилась на 70%. Не удалось избавиться от вибраций оперения на больших углах атаки, углы обстрела задней стрелковой точки по-прежнему не удовлетворяли ВВС. В актах удивляет не количество выявленных недостатков ДИ-6, а то, что большая часть не устраняется или устраняется не полностью. Частично такое положение с доводкой самолета можно объяснить неуступчивым характером Яценко. Люди, которые хорошо его знали, рассказывали, что он отстаивал свои решения до конца. К этому времени ДИ-6 уже был запущен в серию, поэтому отступать было поздно. Только этим можно объяснить следующее заключение А.Я.Алксниса: «Отмеченное в данном отчете ухудшение летных качеств самолета ДИ-6М-25 серийной постройки считать недопустимым явлением. Самолеты (…), у которых летная характеристика будет ниже, чем снятая с опытного образца, на снабжение ВВС РККА — не допускать. Просить начальника ГУАПа соответствующим распоряжением заводам ╧1 и ╧81 на строящихся (…) ДИ-6М-25 устранить все дефекты, выявленные при войсковых испытаниях (…); тщательной отделкой самолета добиться повышения скорости; повысить прочность нижней балки центроплана: ввести конструктивное изменение, исключающее появление вибраций горизонтального хвостового оперения. На самолетах, находящихся в эксплуатации ВВС РККА, запретить парашютирование, глубокие и длительные скольжения, бочки, вследствие вибраций горизонтального хвостового оперения; виражи и спирали выполнять с предельным креном в 60-70 град, более плавно, не допуская резких переходов и подтягивания ручки на себя; мертвые петли выполнять без зависания…»
Осенью летчик А.С.Николаев под руководством ведущего инженера М.И.Тараконовского выполнил пять полетов для получения объективной оценки статической устойчивости самолета ДИ-6М-25 с центровками 29,4-34,1% САХ во всем диапазоне эксплуатационных углов атаки. В выводах по результатам испытаний отмечалось, что самолет с брошенной ручкой управления на планировании балансировался на больших скоростях, что было нежелательным сточки зрения безопасности полета, а с выпущенным шасси и закрепленным рулем направления обладал спиральной неустойчивостью. Со свободным рулем направления и выпущенным шасси запас устойчивости оказался ничтожно мал. Со свободным рулем направления и убранным шасси самолет в поперечном отношении был устойчив. В 1937-м серийные ДИ-6 начали поступать в строевые части, а в НИИ ВВС продолжали работу по совершенствованию самолета. В июне этого же года первые ДИ-6М-25, выпущенные заводом ╧81, поступили для войсковых испытаний, в ходе которых в конструкции машины выявили ряд недостатков, неустраненными еще с первой опытной машины.
Осенью того же 1937-го Никашин приступил к госиспытаниям серийного ДИ-6М-25, изготовленного заводом ╧8. Он отличался от опытных машин установкой электроинерционного самопуска «Эклипс» с аккумулятором и генератора ДФС-500, радиостанции РСИ, переговорного устройства СПУ-2, сварными бензобаками и доработанной бензосистемой, маслорадиатором нового типа и литыми колесами. Усовершенствовали капот мотора: на входе установили жалюзи и внутренний капот на агрегаты, расположенные за мотором. Изменили крепление экранов кабины стрелка (в случае аварии сбрасывались обе панели задней кабины). Самолет оснастили воздушным винтом диаметром 2,8 м с новым коком. Увеличили с 25,5╟ до 58,5╟ сектор обстрела задней огневой установки верхней полусферы в вертикальной плоскости. Усилили балку нижнего центроплана и пол кабины летчика. Дополнительное оборудование увеличило взлетную массу самолета до 2033 кг и центровку до 30,5% САХ. Масса самолета возросла, по сравнению с опытным ЦКБ-11, на 159 кг и серийным завода ╧1 на 80 кг.
В ходе госиспытаний серийного самолета ╧81034 определили дальность со взлетной массой 2033 кг, запасом топлива 162 кг (остаток 15 кг) В частности, на высоте 1020 м при скорости 220 км/ч она составила 460 км, а на 5750 м при скорости 250 км/ч — 517 км. По-прежнему оставляла желать лучшего связь, как с землей, так и между членами экипажа. В акте по испытаниям отмечались также недостаточная эффективность элеронов на скоростях менее 200 км/ч, пожароопасность суфлера дренажа бензобаков вблизи выхлопного патрубка верхних цилиндров мотора, открытое расположение тросов управления в задней кабине, куда с большой вероятностью мог попасть гибкий рукав подачи патронов задней огневой точки и заклинить управление рулями. (Кстати, это и произошло на одной из машин перед вылетом с завода ╧81 в НИИ ВВС). В декабре 1937-го летчик Никашин с летнабом-испытателем Соколовым закончили госиспытания усовершенствованного серийного ДИ-6М-25В (╧81024) отличавшегося мотором М-25В взлетной мощностью 775 л.с., опущенным вниз горизонтальным оперением, увеличенной на 0,254 м2 площадью элеронов, звуковой сигнализацией уборки и выпуска шасси. Управление тормозами колес перенесли на ручку управления самолетом, использовали блоки питания крыльевых пулеметов конструкции завода ╧81 и усилили верхние центропланные баки. В результате смещения вниз повысилась жесткость и уменьшилась амплитуда вибраций горизонтального оперения. Возросла его эффективность на взлете: самолет стал легко отрывать хвост в начале разбега. Управлять тормозами колес с ручки управления самолетом стало удобней чем от педалей.
