Следует отметить, что в связи с ориентацией Управления ВВС на обязательное использование на всех без исключения самолетах турбокомпрессоров, новые машины тоже предлагалось строить только с турбокомпрессорами.
Самолет проектировали как истребитель повышенной высотности. Его нельзя было рассматривать в качестве высотного, поскольку герметическая кабина для летчика не предусматривалась. Повышенной высотности достигали в результате применения двух турбокомпрессоров ТК-2. Еще разработчики использовали в этих целях ряд конструктивных и аэродинамических решений. Так, в соответствии с эскизным проектом самолет имел смешанную конструкцию – крыло металлическое, а фюзеляж деревянный.
Крыло однолонжеронной конструкции, лонжерон из хромомолибденовых труб. Поперечный набор в виде дюралевых нервюр. Обшивка дюралюминиевая. Крыло с центропланом и отъемными консолями. Металлическое крыло легче деревянного, что давало выигрыш в весе конструкции и обеспечивало повышение потолка самолета.
Для того, чтобы снизить аэродинамическое сопротивление самолета на больших высотах и тем самым увеличить его потолок и горизонтальную маневренность, крылу придали относительно большее удлинение и относительно большую площадь. За счет этих мероприятий вес крыла возрастал на 10-15 %, но при этом достигалось увеличение практического потолка примерно на пять процентов.
Фюзеляж представлял собой деревянный полумонокок, Каркас состоял из четырех лонжеронов переменного сечения, стрингеров, шпангоутов и обшивки, выклеенной из шпона. Оперение имело следующий вид: киль был выклеен за одно целое с фюзеляжем, имел два лонжерона коробчатого типа, стабилизатор монококовой конструкции, состоял из трех продольных стенок и ряда бульб-стрингеров; дюралевый, каркас рулей и элеронов дюралевый, обшивка полотняная. Управление элеронами и рулем высоты жесткое, а руля направления – тросовое.
Шасси одностоечное, убиралось назад в центроплан с поворотом колес на 90 градусов вокруг стоек. Хвостовое колесо также убиралось. Уборка шасси производилась с помощью гидравлической системы.
Охлаждение мотора водяное, под давлением. Водорадиатор расположили в фюзеляже за сидением летчика. Воздухозаборник водяного радиатора находился под фюзеляжем. Выход охлаждающего воздуха – в верхней задней части фюзеляжа.
Маслорадиатор помещался под передней частью мотора. Покрытый протектором фибровый маслобачек был установлен над мотором под капотом. Турбокомпрессоры – в бортах фюзеляжа, позади мотора. Работали они от выхлопных газов мотора.
Предусматривалось автоматическое регулирование температуры воды и масла, оборотов мотора и турбокомпрессоров. Винт трехлопастный изменяемого в полете шага ВИШ-61.
Основной бензобак емкостью 250 кг был фибровым и протектированным, устанавливался под сидением летчика. Подвесной бак емкостью 150 кг укрепляли на бомбовых замках под левым крылом.
Предусматривалось бронирование летчика и водяного радиатора от обстрела сзади.
Самолет обладал достаточно высокими летными данными. По эскизному проекту максимальная скорость на высоте 4500 м должна была составить 5S0-600 км/ч, на высоте 10000 метров – 640 км/ч, посадочная – 110 км/ч.
Практический потолок равнялся 10750 метрам (отметим, что потолок был недостаточным для перехвата немецких высотных разведчиков). Скоростная дальность полета предполагалась в 530 км. По данным, представленным ОКБ позднее, время набора высоты 6000 м составляло 6,1 минут, а высоты 10000 метров – 12 мин. Время виража на 1000 метрах равнялось 16 секундам. Длина разбега со щитками была 220 метров, длина пробега с тормозами – 230 метров.
В состав вооружения входила мотор-пушка ШВАК с боезапасом 120 снарядов и два пулемета ШКАС с запасом 1700 патронов. Предусматривалась подвеска до 100 кг бомб.
Истребитель имел следующие основные параметры: площадь крыла – 20 м 2 ; размах – 11,6 метров, длина самолета – 8,425 метров; взлетный вес – 2816 кг; удельная нагрузка на крыло – 148 кг/м 2 .; удельная нагрузка на мощность – 2,77 кг/л.с.; удельная мощность, отнесенная к площади крыла – 55 л.с./м 2 (на взлетной мощности) и 52,5 л.с./м 2 (на номинальной).
Проект был одобрен, и самолет включили в план опытного строительства на 1939 г.
Несмотря на требование, изложенное в постановлениях Комитета Обороны, конструкторы В.П.Горбунов, С.А,Лавочкин, М.И.Гудков, А.С.Яковлев, а также М.М.Пашинин в ходе работ над новыми истребителями отказываются от применения турбокомпрессоров. Только П.О.Сухой не сдается и продолжает попытки создать истребитель с высокими летными данными на больших высотах.
Для облегчения доводки силовой установки в ходе проектирования самолета, получившего индекс И-135, строится специальный доводочный стенд.
Первый опытный экземпляр И-135 в соответствии с заказом № 330 построили к 25 мая 1940 г. на 135-м заводе (потом, в декабре того же года эту машину переименовали в Су-1). Сразу из цеха самолет по железной дороге отправили в ЦАГИ на заводские испытания,