В июле 1936 г. нарком тяжелой промышленности Г.К. Орджоникидзе направил В.М. Молотову на утверждение план опытного строительства самолетов на 1936-37 гг., где, в частности, указывалось, что «войскового самолета, имеющего малую посадочную скорость, хороший обзор, удобную и просторную для работы наблюдателя кабину, со скоростью 350-400 км/ч на сегодняшний день нет, несмотря на то, что такой разведчик должен быть наиболее распространен в ВВС».
Накануне был объявлен конкурс на разработку многоцелевого самолета «Иванов». По одной из версий, инициатором его проведения действительно был сам И.В. Сталин. Кодовое название, присвоенное этой машине, по мнению некоторых историков, соответствовало телеграфному имени генсека; других – свидетельствовало о массовости будущих самолетов – «Их надо построить столько, сколько людей у нас в стране носит фамилию Иванов».
Кроме бригады Сухого, в конкурсе приняли участие ЦКБ (гл. конструктор Н.Н. Поликарпов), ХАИ (гл. конструктор И.Г. Неман), а также Д.П. Григорович, С.А. Кочеригин и СВ. Ильюшин. Все коллективы разрабатывали эскизные проекты под двигатель А.А. Микулина М-34. Предусматривалось применение машин в трех назначениях: штурмовик, легкий бомбардировщик и дальний разведчик. Обсудив и проанализировав все проекты, возглавляемая наркомом авиапромышленности М.М. Кагановичем комиссия, пришла к выводу, что они «по своим геометрическим размерам, весовым и летно-тактическим данным очень мало разнятся друг от друга и технически укладываются в очень узкие пределы».
Опытный самолет СЗ-2. Евпатория, весна 1938 г.
Кабина экипажа самолета СЗ-2 (турель СУ в погодном положении)
Раскапотированный двигатель М-62
По мнению наркома, «проектирование и постройка данного самолета в короткий срок (8-9 месяцев) возможны лишь при коллективной проработке проекта, путем создания сквозной бригады из всех конструкторских бюро и научных институтов – ВИАМ, ЦИАМ, ЦАГИ с привлечением специалистов по отдельным дисциплинам, как то: моторное хозяйство, материалы, технологическое производство, оборудование самолетов и др. Таким путем, в данной машине будет сосредоточен весь лучший опыт, накопленный конструкторскими бюро Союза, и обеспечено ее создание с учетом массового производства».
Предложение Кагановича получило одобрение руководства страны, и 27 декабря 1936 г. вышло Постановление Совета труда и обороны о постройке скоростного дальнего штурмовика-разведчика по схеме низкоплана. Определялись основные требования к самолету, который необходимо было передать на испытания в августе 1937 г.:
– максимальная скорость на высоте 4000-5000 м – 420-430 км/ч;
– посадочная скорость – 90-95 км/ч;
– практический потолок – 9000-10000 м;
– нормальная крейсерская дальность – 2000 км, с перегрузкой – 4000 км;
– вооружение – 3-5 пулеметов и 200-500 кг бомб (в зависимости от варианта).
С мая по август 1936 г. П.О. Сухой находился в США. В результате командировки удалось не только приобрести несколько машин разных типов, но и ознакомиться с работой крупнейших авиационных заводов США, увидеть передовую технологию металлического самолетостроения. По его возвращении в СССР произошли важные организационные изменения: в ЦАГИ оформились как самостоятельные несколько КБ, а АН. Туполев стал главным инженером ГУ авиационной промышленности. Не имея теперь возможности уделять должного внимания опытному конструкторскому отделу, он предложил назначить на должность его начальника В.М. Петлякова, а Сухого сделать его заместителем. Продолжив работу по теме «Иванов», последний особое внимание уделил использованию в конструкции и производстве новейших материалов и технологических процессов. По инициативе Павла Осиповича в каркасе цельнометаллической машины применили в качестве основных элементов прессованные дюралевые профили открытого типа, совсем недавно освоенные нашей промышленностью, и высокопрочные алюминиевые сплавы. Конструкцию самолета разрабатывали с учетом применения при ее серийном производстве плазово-шаблонного метода, который способствовал повышению производительности труда, обеспечивал хорошую взаимозаменяемость отдельных агрегатов и узлов. Предусматривалось также применить в широких масштабах агрегатную сборку с установкой отдельных элементов управления и оборудования до окончательной сборки. Все это позволяло повысить степень механизации производственных процессов, применить поточный метод сборки, что представлялось очень важным при крупносерийном производстве.
Надо отметить и удачное решение Сухого сразу строить самолет с двойным управлением. Это позволяло при подготовке летного состава обойтись без специальных учебных машин, а в боевых условиях, при необходимости, штурман всегда мог подменить летчика. Еще одно важное решение главного конструктора: вместо мотора жидкостного охлаждения М-34 применить опытный двигатель воздушного охлаждения М-62 конструкции А.Д. Швецова.
Работа над машиной, имевшей № 51 и по традиции иногда называемый в ЦАГИ АНТ-51, но чаще СЗ-1 («Сталинское задание», первый экземпляр), шла споро. 25 августа 1937 г. шеф-пилот М.М. Громов, только что вернувшийся из знаменитого перелета в Сан-Франциско через Северный полюс, поднял в воздух новый самолет. По мнению знаменитого пилота, он оказался прост и удобен в пилотировании, обладал хорошими устойчивостью и управляемостью. С перерывами, вызванными небольшой аварией, поломками нового мотора, заводские испытания продолжались до конца 1938 г., после чего двигатель М-62 выработал свой ресурс.