Эскизный проект этого одноместного пушечного истребителя с двигателем М-105, снабженным двумя турбокомпрессорами ТК-2, Беляев подготовил в сентябре 1939 г. Судя по тому, что ранее конструктор интереса к истребительной тематике не проявлял, а также учитывая время появления проекта, его готовили в соответствии с необъявленным конкурсом на новый самолет-истребитель. В отношении его использовали обозначение ЭИ (экспериментальный истребитель) или ПИ (перехватчик-истребитель).

Продувочная модель пикирующего варианта ДБ-ЛК

Схема истребителя ЭИ (проект)

Схема истребителя ЭОИ (проект)

Данный истребитель Беляева можно считать едва ли не самым оригинальным и необычным среди всех проектов, предъявленных к рассмотрению в 1939 году. ЭИ представлял собой свободнонесущий моноплан смешанной конструкции с высокорасположенным крылом, 3-стоечным шасси с носовым колесом. Он должен был иметь взлетную массу 2640 кг, максимальную скорость 712 км/ч (на высоте 10000 м) и практический потолок 11600 м.

Пилот размещался впереди в герметичной кабине, снабженной дверью автомобильного типа на правом борту. Сразу за кабиной находился двигатель, вращавший воздушный винт, который как бы разрезал фюзеляж. Сквозь редуктор двигателя проходил стальной вал, который соединял заднюю и переднюю части фюзеляжа. По условиям компоновки лонжерон крыла проходил перед двигателем, поэтому для получения необходимой центровки крылу придали ярко выраженную стреловидность. Примерно на 2/3 размаха оно имело перелом и еще более отгибалось назад. Беляев предлагал использовать в крыле специальный ламинизированный профиль № 2409 с относительной толщиной всего 9%. В пояснительной записке к проекту указывалось, что одним из стремлений конструктора является ламинизация обтекания всего планера самолета с целью получения рекордной максимальной скорости.

Конструкция крыла смешанная: лонжерон и силовые узлы стальные, все остальные элементы из дерева в различных комбинациях. Деревянной предполагалась и передняя часть фюзеляжа.

Хвостовое оперение снабжено тремя небольшими килями, что позволяло достичь компромисса между необходимой путевой устойчивостью, величиной посадочного угла самолета и скручивающим моментом хвостовой части фюзеляжа. Вооружение в основном варианте состояло из двух пушек калибром 20 или 23 мм, размещенных на левом борту фюзеляжа. Предполагалась также установка крупнокалиберных пулеметов Березина или ШКАСов.

При рассмотрении эскизного проекта ЭИ представитель экспертной комиссии НКАП Степанец указывал: «Сопротивление подсчитано с возможной точностью и большим знанием дела. Это заставляет с полным доверием отнестись к полученным в эскизном проекте результатам. Более того, данные, полученные по расчетам, по всей вероятности будут превзойдены, так как автор проекта пользовался не совсем точной высотной характеристикой мотора М-105 ТК-2, не 960л.с. на 10000 м, а 1000л.с.». Далее говорилось, что ЭИ в основном удовлетворяет тактико-техническим требованиям (ТТТ) к истребителям на 1940 г. Одновременно указывалось, что автор не учел прогибы фюзеляжа и не обеспечил достаточную его жесткость, чем снизил ценность проекта. При использовании мотор-пушки с валом диаметром 74 мм невозможно проложить проводку управления к хвостовому оперению, а при увеличении диаметра вала до 100 мм потребуется переделка редуктора, что приведет к значительным дополнительным работам. В результате проект не утвердили, однако предлагали построить узел крепления хвостовой части фюзеляжа и провести его всесторонние испытания.

После того как проект ЭИ не утвердили, Беляев переработал его в двухбалочный вариант с двигателем М-105ПТК в 1000 л.с. на высоте 8500 м и толкающим трехлопастным винтом ЗСМВ-2. Теперь самолет назывался ЭОИ (экспериментальный одномоторный истребитель). По основным ЛТХ он должен был практически соответствовать предшественнику. Профиль крыла был также ламинизированный, но относительная его толщина увеличена до 12%. Первоначально Беляев предполагал для уменьшения посадочной скорости использовать мощную взлетно-посадочную механизацию, в первую очередь предкрылок вдоль всего размаха крыла. Однако специалисты ЦАГИ весьма скептически отнеслись к этой затее, справедливо полагая, что предкрылок нарушит ламинарный характер обтекания профиля. Поэтому была разработана совершенно оригинальная, нигде ранее не встречавшаяся система перевода предкрылка в рабочее положение. В убранном положении он заподлицо убирался в нижнюю поверхность крыла в районе его хвостовой части, а на взлете и посадке при помощи шарнирного механизма передвигался на переднюю кромку.

Фюзеляж вытянутой, яйцевидной формы предполагалось оснастить герметической кабиной. Сиденье летчика и система управления размещались на консольной металлической ферме, а вся носовая часть в виде колпака могла отделяться при монтаже и ремонте. Для посадки в самолет и его покидания служила дверь автомобильного типа. Вооружить ЭОИ планировали двумя 23-мм пушками Таубина.

В заключении по самолету от 25 октября 1939 г. говорилось, что заявленные данные реальны. Было принято решение машину строить. Предполагали сдать 1-й экземпляр к 15 октября 1940 г.. второй – к 1 декабря 1940 г. На практике получилось значительно медленнее. Изготовление первого экземпляра началось в феврале 1940 г. до прояснения окончательного облика самолета. 1 мая заложили 2-й экземпляр, а 8 мая макетная комиссия утвердила окончательный вариант вооружения: 2 пушки калибром 23 мм и 1 пулемет ШКАС. Рекомендовали оборудовать складную лестницу для подъема в самолет без использования наземной стремянки и предусмотреть подвеску под крылом 6-8 реактивных снарядов РС-82.

В начале лета стало ясно, что количество конструкторских коллективов, строящих свои самолеты на заводе № 156, превысило все мыслимые пределы. Поэтому решили с этим вопросом разобраться революционными методами: какие-то работы приостановить, а какие-то закрыть. В этой связи в августе на заводе № 156 работала специальная комиссия под руководством А.А. Сенькова, которая весьма критически рассматривала все строящиеся здесь машины. В отношении ЭОИ в документах комиссии говорилось, что 1-й экземпляр готовится к проведению статических испытаний, а 2-й строится как летная машина. Рабочие чертежи полностью сданы в производство 3 июня, а срок сдачи на испытания 15 октября, что заведомо невыполнимо. Самолет Беляева очень сложный для серийного производства. В отношении предкрылков подчеркивалось: «имеют очень сложный механизм установки в рабочее положение, велика вероятность отказа в работе». Положительные стороны ЭОИ также отмечались, тем не менее, его постройку предлагалось прекратить. Понятно, что Беляев защищал свое детище всеми силами. Он сумел доказать необходимость существования ЭОИ, и его строительство продолжилось, хотя и весьма неспешно.