Конструкторское бюро Туполева специализировалось в основном на создании многомоторных самолетов пассажирского и бомбардировочного назначения. Для постройки этих самолетов впервые в нашей стране был применен в качестве конструкционного материала дюралюминий.

Авиаконструктор А.Н. Туполев был пионером отечественного цельнометаллического самолетостроения

Конструкторское бюро Поликарпова разрабатывало новые образцы отечественных самолетов разного назначения и создало целую семью истребителей. В авиационных кругах Н.Н. Поликарпова называли «королем истребителей»: на протяжении почти 10 лет нашу истребительную авиацию вооружали исключительно его машинами.

Авиаконструктора Н.Н. Поликарпова в авиационных кругах называли «королем истребителей»

Наряду с мощными конструкторскими бюро Туполева и Поликарпова существовали и конструкторские бюро меньшего масштаба. Например, на Украине под руководством конструктора Калинина был создан пассажирский самолет К-5, выходивший небольшими сериями для линий гражданского воздушного флота.

В области легкомоторной авиации работало наше конструкторское бюро, создавшее несколько образцов спортивных самолетов.

Моторостроители освоили производство двигателей М-22 воздушного охлаждения мощностью 450 лошадиных сил и М-17 водяного охлаждения мощностью 700 лошадиных сил.

К 1930 году основные типы самолетов и авиадвигателей были проверены и строились на отечественных заводах из отечественных материалов руками советских рабочих и инженеров. Военно-Воздушные Силы, хотя и в небольших количествах, получали истребители И-3 и разведчики Р-5 конструкции Поликарпова, бомбардировщики ТБ-1 конструкции Туполева. В опытных образцах подготавливались для серии и новые, более совершенные типы боевых самолетов. На смену двухмоторному ТБ-1 шел четырехмоторный ТБ-3 Туполева, а для замены И-3 – разработанный Поликарповым и Григоровичем И-5.

Массовое производство всех этих самолетов потребовало многократного расширения производственной базы, организации новых крупных авиазаводов, и ЦК партии принимает постановление о строительстве мощных самолетных, моторных и приборных заводов.

К 1933 году заложенные в начале пятилетки заводы давали в больших количествах авиационную продукцию – истребители И-5, разведчики Р-5, бомбардировщики ТБ-3.

Авиационная промышленность развивалась с размахом, достойным первых пятилеток. Она росла на индустриальной базе страны, впитывая в себя наивысшие ее достижения, и в первую очередь в области металлургии, радиоэлектроники, приборостроения, химии. Во главе авиационной промышленности ЦК партии поставил видного деятеля, Петра Ионовича Баранова, до этого начальника Военно-Воздушных Сил.

Необходимость постоянного качественного улучшения авиационной техники требовала развернуть широким фронтом научно-исследовательские работы в авиации. Существовавший с 1918 года ЦАГИ был, так сказать, универсальной научной организацией: там проводились научные исследования по аэродинамике, авиаматериалам, авиадвигателям. Институт пришлось расчленить на ряд самостоятельных организаций.

Помимо выделения ОКБ главного конструктора Туполева отпочковался также отдел авиаматериалов, превращенный во Всесоюзный институт авиаматериалов (ВИАМ). Винтомоторный отдел ЦАГИ был слит с авиамоторным отделом научного автомоторного института, и образовался Центральный институт авиамоторостроения (ЦИАМ).

Все эти организации в фантастически короткий срок достигли уровня научных учреждений высшего класса.

В 30-е годы советские ученые успешно решили ряд принципиальных проблем авиации, обеспечивших быстрый качественный рост отечественного самолетостроения. К их числу относится, в частности, решение проблем штопора и флаттера.

Штопор – это вертикальное падение самолета при одновременном вращении вокруг своей оси. Практически нет такого самолета, который был бы гарантирован от штопора. Но если всякий самолет может войти в штопор, то отнюдь не всякий может из него выйти. Задача науки, следовательно, состояла в том, чтобы сделать штопор управляемым – дать летчику возможность вывести машину в нормальный горизонтальный полет. Советские ученые провели детальный анализ условий, вызывающих переход в штопор, и выявили наиболее рациональные способы пилотирования при выводе самолета из штопора. Решение проблемы связано с именами двух наших ученых, специалистов в области аэродинамики: В.С. Пышнова и А.Н. Журавченко.

Основоположник теории штопора Владимир Сергеевич Пышнов

В первой половине 30-х годов, когда скорость самолетов превысила 300 километров в час, советская авиация столкнулась с новым, не известным ранее явлением – флаттером. Так стали называть самовозбуждающиеся колебания крыла и оперения (горизонтальные и вертикальные рули – в просторечии, хвост самолета) с быстро, почти мгновенно нарастающей амплитудой. Возникла столь сильная тряска самолета, что она часто приводила к разрушению конструкции. Перед советскими учеными встала задача как можно скорее выработать инженерные методы расчета скорости, на которой могут возникать эти колебания (критической скорости), и дать конкретные рекомендации, которые исключили бы возможность возникновения флаттера.

Основоположником теории флаттера и целой школы, занимающейся этой проблемой, явился выдающийся ученый нашей страны академик М.В. Келдыш.

Основоположник теории флаттера Мстислав Всеволодович Келдыш

На основе летного эксперимента и теоретических исследований были разработаны также временные нормы прочности самолетов. В дальнейшем они систематически обновлялись благодаря работам В.П. Ветчинкина, С.Н. Шишкина, А.И. Макаревского, М.В. Келдыша и других ученых. В нормах находили отражение вновь изученные явления: полет в неспокойной атмосфере, флаттер, сжимаемость воздуха при больших скоростях и другие.

Развитие науки о прочности самолетов было крайне важно в связи с изменением аэродинамических форм и конструкции машин в процессе роста скоростей, высот, нагрузок. Если у первого советского серийного истребителя биплана И-2 (выпуск 1925 года) скорость едва достигала 230 километров в час, то менее чем через 10 лет истребитель-моноплан И-16 показал скорость вдвое большую – 450 километров в час, а спустя еще 10 лет, в 1944 году, истребитель ЯК-3 достиг 720 километров в час.

Большие изменения произошли и в области авиационного материаловедения. В довоенный период шло параллельное развитие тяжелых самолетов цельнометаллической конструкции с дюралевой обшивкой и легких маневренных самолетов смешанной конструкции: дерево, сталь, полотно. По мере расширения сырьевой базы и развития алюминиевой промышленности в СССР все большее применение в самолетостроении получали алюминиевые сплавы.