После решения о снятии Ту-2 с производства в Омске А.Н. Туполев на время оказался не у дел. Руководство завода № 166, занятое новыми заботами, быстро
потеряло интерес к бомбардировщику. С конструктора никто не снимал обязанности, предписанной постановлением ГКО, довести самолет до уровня заданных требований,
в частности, по высотным характеристикам. Но вот возможностей для этого у него не имелось. Все производственные мощности завода были заняты новой продукцией -
истребителями. Людей и оборудования для опытных работ не оставалось.
В конструкторском бюро продолжали вести проектирование и расчеты. В частности, прорабатывали вариант Ту-2 с широким применением дерева. Этим занимался А.М. Черемухин. Значительную часть обшивки собирались делать не из дюралюминиевого листа, а в виде выклейки из шпона. Это увеличивало вес машины на 150 - 200 кг, но
давало экономию около 800 кг алюминия. Однако острота кризиса с легкими сплавами постепенно спадала, и вскоре работа оказалась практически бесполезной.
Туполев отправлял письма в разные инстанции, добивался приема у наркома Шахурина. Наконец, разрешение на последнее было получено. Конструктор отправился в
Москву, но, по сути, ничего не добился.
В январе 1943 г. Туполев обратился с письмом к самому Сталину. В нем он написал: «Я не решился бы, Иосиф Виссарионович, беспокоить Вас своим письмом, если бы
самолет Ту-2 не оправдал себя на фронте...» Далее Туполев предлагал возобновить производство бомбардировщиков на московском заводе № 23. Это предприятие
располагалось в цехах эвакуированного в Казань завода № 22 и выпускало дальние бомбардировщики Ил-4. Причиной невыполнения требований по скорости на больших
высотах конструктор объяснял дефектами мотора М-82А и считал, что после их устранения удастся их выполнить.
Письмо, очевидно, было внимательно прочитано. Но руководство наркомата (а может быть, и Кремль) решили, что не стоит возобновлять серийное производство до
получения обещанных результатов на опытных образцах. Однако их еще предстояло построить. Поэтому Туполеву 14 апреля 1943 г. дали завод, но небольшой - опытный.
Это был хорошо знакомый завод № 156 в Москве, который он сам же и создавал. Приказом наркома авиапромышленности там прекращали ремонт самолетов других типов и
производство подвесных бензобаков. Зато там сосредоточили капитальный ремонт всех Ту-2, их доработку и модернизацию, а также опытные работы по совершенствованию
бомбардировщика. В Москву из Омска требовалось перевезти приспособления, инструмент, задел деталей и узлов.
Туполев получил статус главного конструктора завода. В Москве формировался филиал конструкторского бюро, которое пока оставалось в Омске. Его разместили в том
же здании КОСОС, где прежде находилась спецтюрьма НКВД. Прибывшие с Туполевым бывшие заключенные разглядывали зарешеченные окна и затянутые сетками лестничные
пролеты, напоминавшие им о уже прошедшем. Но привезти в Москву удалось немногих. Директор омского завода вовсе не желал отдавать хороших специалистов. Он
запретил выдавать им паспорта, хранившиеся в заводоуправлении. А без паспорта, тем более в условиях военного времени, доехать до Москвы было невозможно.
Туполеву пришлось приложить немало усилий по вызволению своих людей из «плена».
Первоочередной задачей являлось достижение предписанной постановлением ГКО максимальной скорости полета - 550 км/ч. В Омске экспериментировали с опытной машиной
«103В». На нее поставили новые моторы с усовершенствованными нагнетателями, доработанные магнето, изменили регулировку карбюраторов, немного улучшили
аэродинамику планера. По расчетам, планировали получить 560 км/ч. Экипаж И.И. Шелеста проводил испытания с 19 марта по 28 апреля 1943 г. Данные на малых и
средних высотах действительно улучшились. Скорость у земли возросла на 36 км/ч. Но с подъемом на высоту прирост уменьшался, и перейти границу 545 км/ч не
удалось.
К этому времени Швецов подготовил новую модификацию своего двигателя, оснащенную устройством непосредственного впрыска - М-82ФНВ (в серии она именовалась
М-82ФН). Максимальная мощность поднялась до 1850 л.с. По прикидкам Туполева, с этими моторами можно было достичь у земли скорости 510 км/ч, а на высоте _ 560 -
570 км/ч. С марта 1943 г. в Москве начали разработку чертежей мотоустановки Ту-2 с использованием М-82ФН. Но двигатели, еще не запущенные в массовое
производство, несколько запоздали.
Лишь 17 июля 1943 г. самолет «103В» совершил первый полет с ними. Испытания велись до 29 июля экипажем И И. Шелеста. Результаты оказались более чем
удовлетворительными. У земли скорость поднялась до 528 км/ч, а на высоте 5050 м она достигла 568 км/ч. Последняя цифра на 14 км/ч превышала замеренную у нас
максимальную скорость немецкого истребителя Мессершмитт Bf 109F. Правда, у немцев модификация F уже вытеснялась новой G с бопее высокими данными, но все равно
Ту-2, безусловно, являлся самым быстроходным бомбардировщиком советских ВВС. Он летал быстрее и Пе-2, и Ил-4, и американского Дуглас А-20В. 10 августа Туполев
доложил о достигнутых результатах Сталину.
Успех был неоспорим. Но еще до первого полета Ту-2 с М-82ФН руководство страны уверилось в том, что «младенческие болезни» бомбардировщика практически
преодолены.
17 июля 1943 г. появилось постановление ГКО о запуске Ту-2 с этими двигателями в производство на заводе № 23.
В Москве собирались строить не совсем такие же самолеты, что в Омске. И дело было не только в моторах. Еще в конце осени 1942 г. Туполевым была выработана
концепция «стандартного типа». В докладной записке в Кремль, датированной 17 декабря 1942 г., он писал: «Опыт Отечественной войны показывает, что до 90% задач,
ставящихся перед бомбардировочной авиацией, не требуют универсального самолета и могут быть решены более упрощенным бомбардировщиком - «стандартного типа». Под
ним Туполев понимал наиболее простой и дешевый в производстве и эксплуатации вариант машины с минимальным набором оборудования. В то же время его конструкция
должна была предусматривать возможность доработки в специализированные модификации. К примеру, добавили тормозные решетки и автомат пикирования - получили
пикирующий бомбардировщик. Убрали место штурмана с пулеметной установкой, заменив креслом для второго пилота с органами управления, - вот вам
учебно-тре-нировочный самолет. У разведчика в бомбоотсек устанавливались дополнительный бензобак и фотоаппаратура. Наибольшие изменения требовались для
доработки «стандартного типа» в дальний бомбардировщик. При этом предусматривалось смонтировать новые, более длинные, консоли крыла, увеличить площадь оперения
и дополнить набор приборов и оборудования. В частности, на дальние бомбардировщики планировали ставить автомат курса АК-1 - что-то вроде примитивного
автопилота.
Многое, чем оснащался омский Ту-2, для «стандартного типа» сочли лишним. Убрали тормозные решетки и механизм их выпуска, но автомат пикирования оставили.
Стабилизатор зафиксировали неподвижно, механизм его поворота сняли. Триммер теперь имелся только на правом руле направления. Моторы стали запускать не
электроинерци-онными стартерами, а сжатым воздухом. Отказались от обогрева втулок пропеллеров теплым воздухом.
Уменьшили до 14 количество бензобаков, частично компенсировав потери увеличением объема оставшихся. Общий запас горючего теперь равнялся 2600 л вместо прежних
3000 л. Заливка топлива осуществлялась через пять, а не через семь горловин. Все это позволило укоротить трубопроводы и убрать часть арматуры.
Значительно упростили гидравлическую систему: ранее существовали две отдельные системы - высокого и низкого давления, теперь осталась одна - высокого.
Гидравлический механизм переключения скоростей нагнетателей моторов заменили более простым механическим. Агрегаты гидросистемы перекомпоновали. В результате
суммарная длина магистралей уменьшилась вчетверо, а боевая живучесть возросла. Отказались от дублирования некоторых приборов, приборные доски, стоявшие ранее на
внутренних сторонах мотогондол, ликвидировали. Приборы, контролирующие работу двигателей, теперь располагались на доске пилота. Уменьшили количество
осветительных ламп, сняли выдвижную фару ФСВ-200 и один из двух электрогенераторов (левый). Часть электросистемы перевели на однопроводную схему, причем
использовали как экранировку гофр под обшивкой крыла. Одних проводов при этом стало на километр меньше.
Носовые пулеметы ШКАС сочли лишними - 20-мм пушки и так обеспечивали достаточную огневую мощь. Упростили механизм питания пушек, убрав электроподтяг ленты.
Сняли трубу прицела ПС-1 (окно для нее зашили дюралюминиевым листом), упростили механизм аварийного сброса бомб. Нормальная бомбовая нагрузка по-прежнему
составляла 1000 кг, но максимальную ограничили до 2000 кг. При этом набор бомбодержателей, как и ранее, позволял при необходимости подвесить до 3000 кг.
Провели большую работу по стандартизации крепежа и других нормализованных деталей. В результате конструкторам удалось выгадать около 400 кг «лишней» массы и
снизить плановую трудоемкость самолета на 3000 человеко-часов.
Эскизный проект новой модификации разрабатывался бригадой С.М. Егера и был завершен к лету 1943 г.
Для доводки «стандартного типа», обозначенного Ту-2С, использовали три бомбардировщика 7-й серии, перегнанные в Москву из Омска. Их доработку осуществляли на
заводе № 156. В наибольшей степени до идеала «стандартного типа» довели бомбардировщик № 100716, переделку которого закончили в июле 1943 г.
На этой машине не только внесли упрощения, предусмотренные концепцией «стандартного типа», но и ввели усовершенствования, продиктованные требованиями ВВС и
опытом боевого применения Ту-2 на фронте. Загерметизировали внутри стыки крыла с фюзеляжем и мотогондолами. Это уменьшило аэродинамическое сопротивление и
положительно сказалось на пожарной безопасности. Носок крыла сделали легкосъемным, упростив доступ к проводке и гидравлическим магистралям у первого лонжерона.
У места стрелка с каждой стороны прорезали по два дополнительных круглых окна (их стало по три). Крыло и фюзеляж зашпаклевали и отполировали.
Температурный режим каждого мотора теперь регулировался всего одним рычагом, который приводил в действие створки капотов, лобовые жалюзи и заслонки
маслоради-аторов. За счет уменьшения давления в амортизаторах шасси уменьшили «скачки» самолета при грубой посадке. Сочли лишним и демонтировали стояночный
механический тормоз - вполне можно было обойтись традиционными колодками. Увеличили запас кислорода; на машине теперь имелось восемь баллонов по 4 л вместо
четырех.
Вооружение самолета складывалось из двух пушек ШВАК (по 150 патронов на каждую) и трех пулеметов УБ - в установках БУШ у штурмана (200 патронов), ВУБ-2 у
стрелка-радиста (250 патронов) и ЛУ-УБТ у стрелка. В последней боезапас увеличили до 350 патронов. Пусковые балки для РС-82 и управление ракетным оружием сняли.
Зато предусмотрели химическое вооружение, ранее отсутствовавшее. Теперь бомбардировщик мог нести универсальные (наполняемые либо растворами отравляющих веществ,
либо дымовой смесью) приборы УХАП-500 или кассеты АБК-П-500, которые могли наполняться мелкими бомбами или ампулами АЖ-2 (с отравляющими веществами или
самовоспламеняющейся жидкостью КС, 136 штук в кассете).
Часть оборудования заменили новым, более совершенных образцов. Так, вместо радиостанции РСЕэ-3 смонтировали РСБ-Збис, вместо радиополукомпаса РПК-7 - РПК-10,
вместо переговорного устройства СПУ-4бис - СПУФ-4, вместо фотоаппарата АФА-Б - АФА-БИ.
26 августа 1943 г. самолет № 100716 совершил первый полет после переделки. Со 2 сентября (опоздав более чем на месяц от срока, заданного постановлением ГКО)
машина проходи ла совместные (заводские и государственные) испытания в НИИ ВВС. Летали попеременно два пилота - М.А. Нюхтиков и В.В. Лисицын. Бомбардировщик
испытывался до 16 декабря, за это время совершили 89 полетов.
Летные данные вполне удовлетворили испытателей, а самое главное - соответствовали требованиям постановления ГКО. Прирост скорости по сравнению с омскими Ту-2 на
разных высотах составлял 33 - 44 км/ч. У серийного Пе-2 Ту-2С выигрывал 25 - 30 км/ч, у американского А-20В - 53 - 55 км/ч. Значительно улучшились взлетные
характеристики. Разбег сократился на 35 м и оказался меньше, чем у Пе-2 с моторами М-105ПФ, на 122 м, по сравнению с А-20В - на 155 м. Существенно возросла
скороподъемность.
Взлет и посадка оставались так же просты, как и ранее. Маневренность сочли удовлетворительной, хотя в отчете записали, что выполнение виража тяжелее, чем на
Пе-2. Путевая устойчивость самолета немного улучшилась, но оставалась хуже, чем у А-20В или у Ер-2. Правда, у Пе-2 и Пе-3 устойчивость оценивалась еще ниже.
Самолет неплохо летел на одном моторе, хотя усилие на ногу на педали было при этом больше, чем на Пе-2.
Машина устойчиво пикировала, но при этом на испытаниях вновь выявился старый дефект - перерас-крутка винтов. В одном случае это привело к вынужденной посадке -
после выхода из пикирования давление масла упало и не восстановилось. Прочность хвостового колеса оказалась недостаточной - на испытаниях оно разрушалось четыре
раза.
Летчики дружно ругали тесный фонарь с плохим обзором. Испытатель Стефановский, участвовавший в облете, написал в своем отзыве: «Фонарь кабины совершенно
неудовлетворителен по конструкции и требует коренной переделки». Стрелкам-радистам не понравилось размещение радиостанции. Она стояла за спиной радиста, когда
он работал с пулеметом. При повороте кресло цеплялось за провода.
Во время испытаний проводились учебные бои с истребителями - советским Ла-5 и трофейным Фок-ке-Вульф FW 190. У земли разница в скоростях Ту-2С и «фокке-вуль-фа»
была невелика, но с высотой возрастала. Ла-5"свободно атаковал бомбардировщик с разных ракурсов. Хотя огневая мощь Ту-2С была велика, реальная
обороноспособность снижалась из-за недостаточной подвижности и малых углов обстрела стрелковых установок. Блистерная БУШ эффективно работала только между
килями. У ВУБ-2 нельзя было высоко задрать ствол пулемета и простреливать верхнюю часть задней полусферы. ЛУ-УБТ имела малые углы обстрела вбок.
В целом самолет № 100716 прошел государственные испытания удовлетворительно и был признан эталоном для серийного производства на 1943 г. Надо сказать, что
обозначение Ту-2С использовалось только ОКБ, а все серийные машины по-прежнему именовались Ту-2, с уточнением завода-изготовителя и серии.