Отказавшись от разработки реактивного «сельхозника», O.K. Антонов решил пойти по непопулярному в министерских кругах пути и все же заняться модернизацией своего любимого Ан-2. Специалисты фирмы еще в конце 1950-х гг. пришли к выводу, что замена поршневого двигателя на турбовинтовой позволяла не только улучшить ЛТХ, но и снизить стоимость обработки 1 га на 30-40% за счет более дешевого топлива (керосин вместо бензина), а также создать комфортные условия в кабине экипажа, применив современную систему кондиционирования. «В создании нового сельскохозяйственного самолета наш коллектив пошел именно по этому экономному и верному пути», – писал позже Антонов.
Начать практические работы по омоложению «Аннушки» долго не позволяло отсутствие подходящего «сердца». Свет в конце тоннеля появился, когда руководимое В.А. Глушенковым Омское моторостроительное КБ (ОМКБ) приступило к созданию на базе вертолетного ГТД-3 турбовинтового двигателя ГТД-10 (ТВД-10) мощностью 960 э.л.с. Однако этих «силенок» новому варианту Ан-2 явно не хватало, и в июне 1967 г. мотористы предложили модификацию ТВД-10А, которая могла бы развивать 1250 э.л.с. По высказыванию Антонова, «к глубокой модернизации мы приступили в тот же час…». Новая машина получила обозначение Ан-3. Ведущим конструктором по ней назначили В.Е. Задорожного, который продолжает работать в этой должности и сегодня.
Действуя в инициативном порядке, антоновцы быстро подготовили проект и получили по нему положительное заключение ЦАГИ и краснодарского филиала ГосНИИ ГА – Всесоюзного НИИ применения авиации в народном хозяйстве (ВНИИ ПАНХ). Но тут в процесс вмешались министерские чиновники, считавшие, что ТВД-10А не соответствует современным требованиям. Инициативная работа ОМКБ вызывала у них раздражение, в результате вышел приказ о значительном сокращении численности этого коллектива и переводе Глушенкова в Воронеж. Создание ТВД-10А было приостановлено, и Ан-3 остался без двигателя.
Тем не менее, работы по самолету продолжались, правда, в очень не высоком темпе. В начале 1970-х гг. попытались использовать на Ан-3 двигатель ТВ2-117С мощностью 1500 э.л.с., создаваемый в ОКБ им. В.Я. Климова под руководством С.П. Изотова. Он представлял собой самолетный вариант вертолетного ТВ2-117А, в отличие от которого оснащался выносным редуктором воздушного винта и новым выхлопным устройством. Двигатель был весьма тяжелым (900 кг), и, чтобы сохранить центровку самолета, его решили установить под одноместной кабиной экипажа. Такое решение позволило также сделать короткую носовую часть фюзеляжа и обеспечить отличный обзор летчику. Воздухозаборники разместили по бортам фюзеляжа под верхним крылом, что предотвращало попадание в них посторонних предметов с земли и химикатов при загрузке. Конструкция воздухозаборников обеспечивала очистку воздуха от крупных частиц пыли, а мелкие задерживал блок спецфильтров. Такая система очистки гарантировала надежную эксплуатацию самолета с грунтовых аэродромов.
Модель первого варианта Ан-3 с двигателем ГТД-10
Компоновка Ан-3 с двигателем ТВ2-117С
В целом, конструкция Ан-3 с ТВ2-117С сохраняла лишь некоторую преемственность с Ан-2 и имела много характерных особенностей. Так, на машине собирались применить крылья увеличенного размаха (верхнее – на 2 м, нижнее – на 4,38 м), шасси с передней опорой, организовать с левого борта входную дверь автомобильного типа. Для повышения ресурса и коррозионной стойкости к воздействию химикатов фюзеляж от шпангоута №5 до хвостового оперения решили выполнить из стеклопластика, что также позволяло снизить массу конструкции на 230 кг. В 1969-71 гг. совместно с кафедрой прочности ХАИ была отработана технология изготовления такого фюзеляжа, а затем проведены успешные статиспытания натурного пластмассового отсека. Радикальному обновлению планировалось подвергнуть оборудование самолета, в том числе пилотажно-навигационное и радиосвязное. Кабина летчика должна была оснащаться системой кондиционирования и наддува.
В 1971 г. вместе с упомянутыми выше разработками Измайлова техпредпожение по такому варианту Ан-3 было представлено на рассмотрение МАП и МГА. Кроме того, ОКБ Антонова выдвинуло проект сельхозварианта Ан-14М с двумя перспективными ТВД-850 мощностью по 810 э.л.с. конструкции С.П. Изотова. Еще одним участником этого своеобразного конкурса стал предложенный поляками М-14 с горемычным ТВД-10А. После изучения этих проектов в ЦАГИ Ан-3 наряду с И-711 получил рекомендацию на дальнейшую разработку и постройку опытного экземпляра. Однако в МАП не спешили разрешать Антонову перейти к практической реализации задуманного, а лишь поручили подготовить эскизный проект. Во время работы над ним много внимания уделялось сельхозоборудованию самолета, включавшему комплект агрегатов распыления и опрыскивания, в доводке которого принимали участие специалисты ВНИИ ПАНХ.
Однако постепенно интерес к этому проекту в ОКБ Антонова угасал. Все очевиднее становились недостатки, связанные с размещением ТВ2-117С, например, высокие вибрации в кабине экипажа и сильный нагрев ее пола. Но решающим обстоятельством, приведшим к прекращению этой работы, стало отсутствие двигателя, ведь ТВ2-117С так и не был создан.
В качестве очередного варианта силовой установки Ан-3 рассматривались два ТВД-850, которые размещались единым блоком перед кабиной пилота и вращали воздушный винт через общий редуктор. ТВД-850 казался многообещающим двигателем, предполагалось, что он будет массово выпускаться и найдет применение не только на Ан-3, но и на Ан-28, L-410, Ми-2. На испытаниях двигатель продемонстрировал отличные характеристики, но так и не был запущен в серию. Поэтому этот вариант модернизации Ан-2 также не удалось реализовать.
Макет кабины Ан-3
Выкатка Ан-3 из цеха №21 ЛИиДБ в Гостомеле для покраски
Тем временем обескровленное ОМКБ, которое возглавил B.C. Пащенко, продолжало потихоньку создавать двигатели семейства ТВД-10. Удалось построить ТВД-10Б мощностью 1025 э.л.с., который нашел применение на Ан-28 и Бе-30. Ренессанс переживал и ТВД-10A, причем его мощность собирались довести до 1375 э.л.с. На какое-то время даже министерские деятели сменили гнев на милость и достаточно благосклонно стали смотреть на эту разработку. В сентябре 1974 г. МГА и МАП приняли решение, в котором просили «польскую сторону рассмотреть вопрос о возможности серийного производства двигателей ТВД-10А в 1976 г. в самолетном варианте», а также «считать целесообразным провести работы по установке ТВД- 10А на Ан-2 в целях улучшения ЛТХ этого самолета на сельхозработах, имея в виду модернизацию существующего парка Ан-2. Модернизированный самолет предъявить на испытания МГА в 1975г., по результатам которых принять решение о целесообразности проведения дальнейших работ».
В июне 1975 г. Антонов добился постановления ЦК КПСС и Совмина СССР, которое предписывало МГА передать на баланс киевского ОКБ новенький Ан-2 (борт СССР-26700, сер. №1G163-21) для переделки в Ан-3. Однако праздновать победу было рано. В.Е. Задорожный вспоминает: «Мы начали интенсивную работу над модификацией. Олег Константинович полагал, что, когда машина появится, легче будет пройти все бюрократические джунгли. Но все оказалось сложнее. Хотя двигатель ТВД-10 уже был, однако к тому времени понадобилась вспомогательная силовая установка для Ил-86. Омичи создали ее на базе ТВД-10. Это предложение было одобрено министерством, и ВСУ-10 была запущена в серию на Омском моторостроительном предприятии им. П. И. Баранова. Двигатель для Ан-3 в очередной раз был заброшен».