Pašinin I-21 (IP-21)   

Typ:  frontový stíhací letoun

Určení:  primárně vybojování vzdušné převahy v prostoru linie, sekundárně ničení pozemních cílů v rámci přímé podpory pozemních vojsk

Historie:  Svou kariéru v letectví M.M. Pašinin započal v roce 1933, kdy završil studia v MAI (Moskevský aviatický institut). Ten samý rok, ještě před ukončením studií, se spolu dalšími začínajícími konstruktéry zapojil do prací na dálkovém rekordním speciálu typu RD-MAI (Stal-MAI) z dílny D.P. Grigoroviče. Po skončení studií nastoupil do moskevského závodu č.1, kde zastával různé pozice, včetně pozice šéfkonstruktéra. Na počátku roku 1938 byl však jmenován na post zástupce šéfkonstruktéra závodu č.21 z Gorkého, N.N. Polikarpova. V následujícím roce se stal sám šéfkonstruktérem tohoto podniku. V Gorkém se Pašinin zpočátku zabýval zaváděním nových verzí stíhacího jednoplošníku typu I-16 z dílny N.N. Polikarpova do výroby a vnášením různých vylepšení do konstrukce tohoto nejvýkonnějšího sovětského stíhače té doby. Krátce nato mu bylo svěřeno též osvojení sériové výroby stíhacího letounu typu I-180, perspektivního nástupce letounu typu I-16 z dílny toho samého konstruktéra. Mezitím, ve druhé polovině roku 1939, se Pašinin iniciativně pustil do prací na projektu vlastního jednomotorového jednomístného stíhacího letounu. Zmíněný stroj vešel ve známost jako IP-21 a byl vyprojektován pro 1 050 hp kapalinou chlazený vidlicový dvanáctiválec typu M-105P z dílny V.J. Klimova. Výhledově se ale u tohoto stroje počítalo s instalací ještě výkonnějšího motoru typu M-107 nebo M-120, v obou případech ve variantě s turbokompresorem. Pašinin letoun typu IP-21 pojal jako dolnoplošník smíšené konstrukce s klasicky koncipovanými ocasními plochami a zatahovatelným tříbodovým podvozkem ostruhového typu. Drak letounu typu IP-21 přitom navrhl tak, aby jej byl možné zavést do výrobního programu závodu č.21, který se právě tehdy zabýval produkcí letounu typu I-16, bez větších zásahů do výrobních technologií. Drak tohoto stroje byl tedy po technologické stránce řešen obdobně jako drak letounu typu I-16. Výzbroj letounu typu IP-21 se měla sestávat z jednoho 20 mm kanónu typu ŠVAK, který měl střílet dutou hřídelí vrtule, a dvou synchronních 7,62 mm kulometů typu ŠKAS. Zvláštností tohoto stroje bylo třídílné křídlo s rychlostním aerodynamickým profilem NACA 0012 s relativní tloušťkou 12 % a polokapkovitý překryt pilotní kabiny, který pilotovi poskytoval vynikající výhled do všech stran. Takto řešený překryt pilotni kabiny stíhacího letounu totiž tehdy v SSSR ještě nebyl běžný. Dle předběžných výpočtů měl letoun typu IP-21 mít vzletovou hmotnost ne větší než 2 400 kg, rychlost 613 km/h ve výšce 5 000 m, resp. 523 km/h v přízemní výšce, a dostup 10 400 m. Výstup na výšku 5 000 m mu neměl zabrat více než 4,75 min. NKAP (Lidový komisariát leteckého průmyslu) přitom Pašinin úvodní projekt letounu typu IP-21 prezentoval v listopadu roku 1939. V závěrečné zprávě, která byla podepsána 10. dne toho samého měsíce, byl ale projekt letounu typu IP-21 podroben kritice. Výkonnostní parametry tohoto stroje byly totiž shledány za nedostatečné. Pilotní kabina letounu typu IP-21 postrádala izolaci, která by chránila pilota před horkými výfukovými plyny a výpary chladicí kapaliny (při případném narušení systému chlazení). S kritikou se ale setkalo též umístění tunelového chladiče chladicí kapaliny a palivových nádrží ve stejném úseku trupu, neboť to sebou přinášelo provozní komplikace. Kritizována byla ale též skutečnost, že se VOP nacházela v turbulentním proudění, které vyvozoval chladič chladicí kapaliny. To totiž mohlo vést k nežádoucímu třepotání. Z tohoto důvodu nemohl být úvodní projekt letounu typu IP-21 schválen. Pašininovi bylo však umožněno projekt tohoto stroje dopracovat. Kromě odstranění výše uvedených nedostatků byla přitom požadována též instalace silnějšího 1 300 hp kapalinou chlazeného vidlicového 12-ti válce typu M-107P z dílny V.J. Klimova, který nebyl ničím jiným, než vývojovým derivátem motoru typu M-105P, na místo motoru typu M-105P a 23 mm kanónu typu TKB-198 (VJa-23) nebo TKB-201 na místo 20 mm kanónu typu ŠVAK. Tomu následovala stavba 1:1 makety. Maketa letounu typu IP-21, pro který bylo mezitím vyčleněno vojenské označení I-21, byla dokončena poslední únorový den roku 1940. Zasedání maketní komise se konalo v následujícím měsíci. Úvodní projekt letounu typu I-21 (IP-21) byl nicméně definitivně schválen až na konci května téhož roku. V konečné projektové podobě přitom tento stroj počítal s 23 mm kanónem typu PTB-23 a dvěma 7,62 mm synchronními kulomety typu ŠKAS. Dle Pašinina měl slabší motor typu M-105P s vrtulí typu VIŠ-52P umožnit letounu typu I-21 (IP-21) létat rychlostí 625 až 635 km/h. Podle odhadů odborníků NII VVS měla být rychlost tohoto stroje menší a měla činit 605 km/h, což ale tehdy již bylo považováno za nedostatečné. Naproti tomu motor typu M-107P měl letounu typu I-21 (IP-21) zajistit rychlost 682 km/h (670 km/h dle odborníků NII VVS), dostup 12 500 m (11 000 m dle odborníků NII VVS) a dolet 750 km. Výstup na výšku 5 000 m neměl letounu typu I-21 (IP-21) ve variantě s motorem typu M-107P zabrat více než 5,28 min. Protože se vývoj motoru typu M-107P nacházel ve skluzu, první prototyp letounu typu I-21 měl být opatřen slabším motorem typu M-105P. S instalací motoru typu M-107P se počítalo až na prototypu druhém. Stavba obou zmíněných strojů byla oficiálně objednána výnosem ze dne 4. dubna 1940. Zatímco první prototyp letounu typu I-21 měl být ke státním zkouškám odevzdán nejpozději dne 15. května toho samého roku, termín odevzdání druhého prototypu tohoto stroje ke zkouškám státním byl stanoven na 1. červenec 1940. Do prací na výrobních dokumentacích prototypů, které byly zahájeny v únoru toho samého roku, tedy ještě před vypsáním zmíněného výnosu, se zapojilo 50 konstruktérů. Na stavbu vlastních prototypů byla vyčleněna prototypová dílna č.40 s nejvíce kvalifikovaným personálem závodu č.21. Práce na prototypech letounu typu I-21 ale často probíhaly na úkor osvojování sériové výroby stíhacího letounu typu I-180. Důvodem toho byla skutečnost, že byl letoun typu I-21 vyprojektován pro motor, který byl tehdy považován za více perspektivní. První prototyp letounu typu I-21 byl opatřen motorem typu M-105P s třílistou vrtulí typu VIŠ-21 a byl dokončen v červnu roku 1940, tj. se zpožděním proti zadání. Vzhledem k nedostupnosti původně plánovaného 23 mm kanónu typu PTB-23 navíc tento stroj obdržel instalaci slabšího 20 mm kanónu typu ŠVAK. Ke svému prvnímu letu, který trval 18 min, se první prototyp letounu typu I-21 vydal, z podnikového letiště závodu č.21, dne 11. července 1940. Za chodu závodních zkoušek, které byly završeny dnem 16. srpna toho samého roku, tento stroj vykonal celkem 33 letů s celkovou délkou trvání 16 h. V průběhu posledních několika z nich byla prověřována obratnost. První takový let byl přitom uskutečněn dne 3. srpna. Při závodních zkouškách prvního prototypu letounu typu I-21 ale došlo též na ověření „vývrtkových“ charakteristik. Naproti tomu dostup tohoto stroje se stanovit nepodařilo. Hodnocení prvního prototypu letounu typu I-21 ze strany zkušebního pilota bylo kladné. Zmíněný stroj měl dobrou ovladatelnost ve všech letových režimech. Při střemhlavém letu byl stabilní. Kladně byla přitom hodnocena též cestovní a příčná stabilita. Naproti tomu podélná stabilita si žádala zlepšení. Dobré byly též vzletové a přistávací charakteristiky. Vzlétat a přistávat s prvním prototypem letounu typu I-21 bylo dokonce snazší než s letounem typu I-16. Zatímco ve výšce 5 260 m tento stroj dosahoval rychlosti 628 km/h, rychlost prvního prototypu letounu typu I-21 v přízemní výšce činila 520 km/h. Přistávací rychlost tohoto stroje s vysunutými vztlakovými klapkami se pohybovala mezi 120 a 130 km/h. V případě délky rozjezdu při vzletu, resp. dojezdu při přistání, to bylo 290 m, resp. 380 m. Dolet prvního prototypu letounu typu I-21 při letu rychlostí 475 km/h ve výšce 2 330 m činil 780 km. Ve druhé polovině srpna roku 1940, po završení závodních zkoušek, byl tento stroj přelétnut z Gorkého do Moskvy. Zde byl nejprve, dne 18. srpna, prezentován na tradiční letecké přehlídce, která se konala na Tušinském letišti. Poté byl přemístěn na moskevské Centrální letiště, za účelem realizace státních zkoušek. Zkoušky prvního prototypu letounu typu I-21 u NII VVS (Vědecko-výzkumný institut VVS) se ale neobešly bez obtíží. Podélná stabilita tohoto stroje byla nedostatečná. Při přistání a při velkých úhlech náběhu měl navíc tendenci k samovolnému sklouznutí po křídle. Následně byl proto první prototyp letounu typu I-21 navrácen výrobci k dopracování. Na konci září roku 1940 byla přiobjednána stavba dalších dvou prototypů tohoto stroje. Zmíněné letouny měly přitom být prosty nedostatků prototypu prvního. Poslední z nich, čtvrtý v celkovém pořadí, měl navíc obdržet instalaci zesílené výzbroje. Opravnými státními zkouškami modifikovaný první prototyp letounu typu I-21 prošel mezi 18. říjnem a 27. prosincem roku 1940. Výsledky opravných státních zkoušek tohoto stroje byly ale velmi nelichotivé. Kromě toho, že první prototyp letounu typu I-21, nepozbýval nedostatků, které se podařilo odhalit předtím, nyní dosahovat rychlosti pouhých 573 km/h. Zkrátka ale přišly též některé další charakteristiky. Mezitím, dne 15. srpna 1940, byl dokončen druhý letový prototyp tohoto stroje. Zmíněný letoun byl ve skutečnosti třetím prototypem letounu typu I-21 v celkovém pořadí. Druhý prototyp tohoto stroje byl podle všeho neletovým exemplářem pro statické zkoušky. Přestože měl být druhý letový prototyp letounu typu I-21 opatřen motorem typu M-107P, nakonec obdržel, stejně jako prototyp první, motor typu M-105P. Důvodem toho byla nedostupnost motoru typu M-107P. Obdržel však instalaci 23 mm kanónu typu PTB-23 na místo 20 mm kanónu typu ŠVAK. Do konstrukce druhého letového prototypu letounu typu I-21 byly navíc vneseny změny, které vycházely z poznatků nastřádaných v průběhu letových zkoušek prototypu prvního. Konstrukční tým M.M. Pašinina přitom nejprve zvažoval, že těžiště tohoto stroje posune směrem dopředu, za účelem zlepšení podélné stability, tak, aby se hodnota střední aerodynamické tětivy tohoto stroje nacházela mezi 23-ti a 25-ti % střední aerodynamické tětivy, prodloužením motorového lože a posunutím motoru směrem dopředu. Od tohoto záměru bylo ale nakonec opuštěno ve prospěch zvětšení úhlu šípu náběžné hrany vnějších částí křídla. Konce křídla druhého letového prototypu letounu typu I-21 se přitom nacházely o 300 mm dále od přídě trupu než u prototypu prvního. Kromě toho tento stroj obdržel instalaci vyvažovací plošky na směrovce. Změn ale doznala též kompenzace výškovky. Ostruhový podvozek druhého letového prototypu letounu typu I-21 byl navíc osazen malým kolečkem a nikoliv kovovým válečkem. Rolovací zkoušky tohoto stroje se rozeběhly dnem 6. října 1940. Do oblak se druhý letový prototyp letounu typu I-21 napoprvé vydal dne 8. října toho samého roku. V průběhu zmíněného letu, který trval 17 min, ale vypovědělo službu levé magneto. Nové magneto bylo přitom pro tento stroj dopraveno, ze závodu č.26 z Rybinska, letounem typu U-2 (Mule). Ke svému druhému letu se druhý letový prototyp letounu typu I-21 vydal dne 12. října 1940. Po zmíněném letu bylo ale nutné provést výměnu motoru. Důvodem toho byl nález kovových hoblin v olejovém filtru. Tomu dne 17. října toho samého roku následoval let, jehož posláním bylo obeznámení pilota Bolšakova s pilotáží tohoto stroje. V průběhu letů, které byly realizovány 20. a 24. dne toho samého měsíce, byly prověřovány charakteristiky druhého letového prototypu letounu typu I-21 ve výškách do 5 000 m. Tomu, dne 1. listopadu 1940, následoval let zaměřený na stanovení max. rychlosti. Den nato byla ověřována pilotáž tohoto stroje. Dle továrních pilotů závodu č.21 měl druhý letový prototyp letounu typu I-21 dobrou stabilitu i ovladatelnost. Týden nato, po realizaci několika dalších letů, byl tento stroj odevzdán k zbraňovým zkouškám. Ty byly realizovány na továrním polygonu závodu č.21. V průběhu zbraňových zkoušek bylo nejprve provedeno 536 výstřelů z kanónu typu PTB-23 a 2 350 výstřelů z každého kulometu typu ŠKAS na zemi. Tomu dne 10. listopadu následovalo 76 výstřelů z kanónu za letu. Krátce nato, 14. dne toho samého měsíce, byly zbraňové zkoušky druhého letového prototypu letounu typu I-21 pozastaveny, aniž by byly provedeny v plném rozsahu. Důvodem toho byl požadavek, aby byl tento stroj přelétnut na letiště Čkalovsk, domovské letiště institutu NII VVS, za účelem realizace státních zkoušek. Do Čkalovska přitom druhý letový prototyp letounu typu I-21 dorazil dne 21. listopadu 1940. Ke zkouškám státním byl tento stroj odevzdán 27. dne toho samého měsíce. Zkoušky druhého letového prototypu letounu typu I-21 se přitom staly prioritním úkolem 1. oddělení NII VVS. V průběhu státních zkoušek tohoto stroje vyplula na povrch celá řada nedostatků, jejichž odstranění si žádalo nemálo času. Současně bylo tlačeno na maximální urychlení zkoušek. Dne 4. prosince 1940, po poradě 1. oddělení 7. Hlavní správy NKAP (Lidový komisariát pro leteckou techniku), padlo rozhodnutí, aby byly další práce na letounu typu I-21 zastaveny po završení zkoušek třetího letového prototypu. Stavba čtvrtého letového prototypu, který měl mít prodloužený dolet, zesílenou výzbroj o další dvě hlavně a sloty na náběžné hraně vnějších částí křídla, byla tím samým výnosem zrušena. Mezitím, na základě výnosu, který byl vypsán již dne 10. října 1940, byla navíc konstrukční kancelář OKB-21 spolu s prototypovou dílnou předána S.A. Lavočkinovi. K dokončení třetího letového prototypu letounu typu I-21 bylo Pašininovi přiděleno 20 konstruktérů. Do konstrukce tohoto stroje byla vnesena celá řada změn. Třetí letový prototyp letounu typu I-21 přitom mimo jiné obdržel zvětšenou SOP, zatahovatelný ostruhový podvozek (na místo pevného), zmenšený kryt chladiče chladicí kapaliny, jeden olejový chladič (na místo dvou) a dva tandemově uspořádané výfukové kolektory (na místo individuálních výfuků). Olejový chladič tohoto stroje se navíc nacházel pod krytem vystupujícím z břicha motorové kapoty alá Jak-1 či LaGG-3. To přitom náběžnou hranu střední části křídla třetího letového prototypu letounu typu I-21 oprostilo od vystouplých gondol s lapači vzduchu. Karburátor tohoto stroje využíval dvojici oválných lapačů vzduchu, které byly vetknuty do kořenů náběžné hrany křídla. Konstrukčnímu týmu M.M. Pašinina se navíc u třetího letového prototypu letounu typu I-21 podařilo posunout těžiště směrem dopředu tak, že hodnota střední aerodynamické tětivy tohoto stroje odpovídala 19,5 až 24,0 % střední aerodynamické tětivy. Kompletaci tohoto letounu se podařilo završit dnem 14. prosince 1940. Třetí letový prototyp letounu typu I-21 byl testován LII. Zkouškami, které byly zaměřeny na stanovení výkonnostních parametrů, tento stroj prošel mezi 1. březnem a 26. květnem roku 1941. Dle zkušebních pilotů měl třetí letový prototyp letounu typu I-21 dobrou podélnou i příčnou stabilitu ve všech letových režimech, tedy vyjma vzletu. Naproti tomu směrová stabilita tohoto stroje byla hodnocena jako nedostatečná. S kritikou se ale setkalo též přehřívání motoru a malá efektivita křidélek. Naproti tomu pilotní kabina byla hodnocena kladně, neboť byla prostorná a poskytovala výborný výhled do všech stran. Max. rychlost třetího letového prototypu letounu typu I-21 činila 580 km/h. Tak rychle se přitom podařilo tento stroj rozehnat ve výšce 4 750 m. V závěrečné zprávě ze zkoušek třetího letového prototypu letounu typu I-21 u LII, která byla podepsána dne 6. června 1941, stálo, že je předání tohoto stroje ke státním zkouškám neúčelné. Jedním z důvodů tohoto závěru byla skutečnost, že se mezitím rozeběhla výroba hned několika stíhacích letounů této kategorie. Konkrétně se jednalo o letouny typu Jak-1 (I-26), LaGG-3 (I-301) a MiG-1/-3 (I-200). Proti letounu typu I-21 ale hovořily též nedostatky. Tímto ale historie třetího letového prototypu tohoto stroje neskončila. Na počátku tzv. Velké vlastenecké války, která započala dne 22. června 1941 nečekaným vpádem německých vojsk na území SSSR, byl totiž zmíněný letoun začleněn do systému PVO Moskvy. Zda třetí letový prototyp letounu typu I-21 vykonal nějaký bojový vzlet, není bohužel známo. Letoun typu I-21 se přitom stal prvním a zároveň posledním letounem M.M. Pašinina, jehož vývoj dospěl do stádia letových zkoušek.

Popis (1. letový prototyp):  Jednomístný stíhací letoun typu I-21 byl řešen jako jednomotorový dolnoplošník smíšené konstrukce s klasicky koncipovanými ocasními plochami. Štíhlý vřetenovitý trup tohoto stroje měl průřez na výšku postavené elipsy a sestával se ze dvou částí, přední a zadní (která tvořila jeden celek s kýlem SOP). Přední část trupu letounu typu I-21 byla celokovová. Zatímco kostra přední části trupu tohoto stroje měla podobu příhradoviny, která byla svařena z trubek z chrom-molybdenové oceli, potah přední části trupu letounu typu I-21 byl zhotoven ze snímatelných duralových panelů. Naproti tomu zadní část trupu tohoto stroje, v oblasti za křídlem, byla pojata jako skořepina s dřevěnou kostrou a potahem z dýhy. Ve špici trupu letounu typu I-21 se nacházela instalace pohonné jednotky v podobě jednoho 1 050 hp kapalinou chlazeného vidlicového dvanáctiválce typu M-105P. Zmíněný motor roztáčel jednou třílistou vrtuli typu VIŠ-21. Motorové spaliny byly dováděny tandemově uspořádanými výfuky, které vystupovaly z obou boků motorové kapoty. K chlazení chladicí kapaliny motoru typu M-105P sloužil vzduchový chladič, který byl umístěn pod vanovitým krytem nacházejícím se na břichu trupu, na úrovni křídla. Chladiče oleje byly zase vestavěny do střední části křídla. Lapače vzduchu zmíněných chladičů se přitom nacházely v čele malých vřetenovitých gondol, které vystupovaly z náběžné hrany střední části křídla a svou zadní částí plynule přecházely ve vystouplé kryty šachet hlavních podvozků. Přímo mezi válci motoru letounu typu I-21 byl instalován jeden 20 mm kanón typu ŠVAK. Zmíněný kanón disponoval zásobou 190 nábojů a střílel skrz dutou hřídel vrtule. Kanón typu ŠVAK doplňovala dvojice 7,62 mm kulometů typu ŠKAS se zásobou 500 nábojů na hlaveň. Zmíněné kulomety byly řešeny jako synchronní a byly instalovány přímo nad motorem. Přímo za motorovou sekcí se nacházely dvě z pěti palivových nádrží. Zbylé tři z nich byly umístěny ve střední části křídla. Palivové nádrže letounu typu I-21 byly opatřeny samosvorným potahem a měly celkovou kapacitu 400 l. Poté následovala jednomístná pilotní kabina. Pilotní kabina letounu typu I-21 se nacházela za křídlem, téměř u ocasních ploch, a byla opatřena třídílným polokapkovitým překrytem. Překryt pilotní kabiny tohoto stroje poskytoval vynikající výhled do všech stran a sestával se z pevného čelního štítku (s neděleným zasklením), výklopného (směrem do strany) krytu (s rozděleným zasklením na jedno stropní a dvě postranní okénka) a pevného zadního dílu (s rozděleným zasklením na tři okénka). Zadní část trupu letounu typu I-21, v oblasti za pilotní kabinou, byla prázdná a plynule přecházela v kýl SOP. Dvounosníkové dolnoplošné uspořádané křídlo tohoto stroje mělo plochu 14,90 m² a půdorys ve tvaru lichoběžníku a sestávalo se ze tří částí, a to jedné střední části s nulovým vzepětím, přímou náběžnou hranou a odtokovou hranou s kladným úhlem šípu a dvou vnějších částí s kladným vzepětím, náběžnou hranou s kladným a odtokovou hranou se záporným úhlem šípu a zaoblenými koncovými oblouky. Kostra střední části křídla letounu typu I-21 se sestávala z nosníků z trubek s chromansilu (chrom-křemík-manganová ocel) a žeber z duralové příhradoviny. Potah střední části křídla tohoto stroje byl zhotoven ze dřeva. Vnější části křídla letounu typu I-21 měly zase ocelové nosníky, duralová žebra a překližkový potah. Zatímco odtokovou hranu střední části křídla tohoto stroje okupovaly vztlakové klapky (s max. úhlem vychýlení 60°), na odtokové hraně vnějších částí křídla letounu typu I-21 se nacházela křidélka. Ta přitom při přistání zastávala současně poslání vztlakových klapek (s max. úhlem vychýlení 30°). Obě dvě křidélka tohoto stroje byla opatřena vyvažovacími ploškami. Ocasní plochy letounu typu I-21 se sestávaly z jedné svislé plochy (SOP) s lichoběžníkovým tvarem a jedné hornoplošně uspořádané vodorovné plochy (VOP) s půdorysem ve tvaru lichoběžníku. Zatímco na odtokové hraně SOP se nacházelo směrové kormidlo, odtokovou hradu VOP okupovala dvojice výškových kormidel. Obě dvě výškovky letounu typu I-21 byly přitom opatřeny vyvažovacími ploškami. Kýl SOP i oba dva stabilizátory VOP byly kompletně zhotoveny ze dřeva. Naproti tomu kormidla měla duralovou kostru a plátěný potah. Vzletové a přistávací zařízení letounu typu I-21 tvořil tříbodový kolový podvozek ostruhového typu. Hlavní podvozky tohoto stroje byly osazeny koly s rozměry 600 x 180 mm byly řešeny jako zatahovatelné. Přitom se zatahovaly, po směru letu, do útrob střední části křídla. Při zasouvání do křídelních šachet se kola hlavních podvozků otáčela o 90° (aby do nich zapadla naplocho). Naproti tomu ostruhový podvozek letounu typu I-21 byl řešen jako pevný a byl osazen malým kovovým válečkem.

Verze:

I-21 (1. letový prototyp) – první výše popsaný letový prototyp letounu typu I-21. Výzbroj tohoto stroje se sestávala z jednoho 20 mm kanónu typu ŠVAK a dvou synchronních 7,62 mm kulometů typu ŠKAS. Do oblak se první letový prototyp letounu typu I-21 napoprvé vydal dne 11. července 1940.

I-21 (2. letový prototyp) – druhý letový prototyp letounu typu I-21. Výzbroj tohoto stroje se sestávala z jednoho 23 mm kanónu typu PTB-23 a dvou synchronních 7,62 mm kulometů typu ŠKAS. Kromě toho se druhý letový prototyp letounu typu I-21 od prvního letového prototypu tohoto stroje odlišoval větším úhlem šípu náběžné hrany vnějších částí křídla, instalací vyvažovací plošky na směrovém kormidle, modifikovanou kompenzací výškových kormidel a instalací malého kolečka na místo kovového válečku na ostruhovém podvozku. Do oblak se druhý letový prototyp letounu typu I-21 napoprvé vydal 8. října 1940.

I-21 (3. letový prototyp) – třetí letový prototyp letounu typu I-21. SOP tohoto stroje měla větší plochu (0,21 m²). Plocha SOP třetího letového prototypu letounu typu I-21 přitom činila 1,54 m². Ostruhový podvozek tohoto stroje byl řešen jako zatahovatelný a nikoliv jako pevný. Kryt chladiče chladicí kapaliny třetího letového prototypu letounu typu I-21 měl menší rozměry. Olejový systém tohoto stroje využíval jeden chladič, který byl instalován pod krytem vystupujícím z břicha motorové kapoty, a nikoliv dva křídelní chladiče. V této souvislosti z náběžné hrany křídla zmizely vřetenovité gondoly s lapači vzduchu, které svou zadní částí plynule přecházely ve vystouplé kryty šachet hlavních podvozků. Karburátor třetího letového prototypu letounu typu I-21 využíval dva oválné lapače vzduchu, které byly vetknuty do kořenů náběžné hrany křídla. Motorové spaliny byly u tohoto stroje odváděny dvěma páry tandemově uspořádaných výfukových kolektorů a nikoliv individuálními výfuky. Kompletace třetího letového prototypu letounu typu I-21 byla završena dne 14. prosince 1940.

Vyrobeno:  tři letové prototypy a jeden neletový exemplář pro statické zkoušky

Uživatelé:  žádní

I-21 (1. letový prototyp)

Posádka:    jeden pilot

Pohon:       jeden pístový motor typu Klimov M-105P s max. výkonem 1 050 hp

Vybavení:   jeden střelecký kolimátor typu PAK-1, instalovaný v pilotní kabině

Výzbroj:     jeden 20 mm kanón typu ŠVAK se zásobou 190 nábojů, instalovaný mezi řadami motorových válců, a dva 7,62 mm synchronní kulomety typu ŠKAS se zásobou 500 nábojů na hlaveň, instalované nad motorem

* hodnota naměřená v průběhu závodních zkoušek; za chodu státních zkoušek se tento stroj podařilo rozehnat jen na 573 km/h

I-21 (3. letový prototyp)

Posádka:    jeden pilot

Pohon:       jeden pístový motor typu Klimov M-105P s max. výkonem 1 050 hp

Vybavení:   jeden střelecký kolimátor typu PAK-1, instalovaný v pilotní kabině

Výzbroj:     jeden 20 mm kanón typu PTB-23, instalovaný mezi řadami motorových válců, a dva 7,62 mm synchronní kulomety typu ŠKAS, instalované nad motorem