苏-3试验机

苏-1于1939年3月首飞，因为设计上存在问题，进行了改进，新机叫做Su-3。但到了1941年1月，仍然达不到要求。随着米格-3的服役，Su-1和Su-3都没有大批量生产。 1941年4月16日，苏联决定停止该机生产。

20世纪30年代中期，俯冲轰炸机得到各国空军的青睐，这种轻型轰炸机结构相对简单，容易大量生产，俯冲轰炸精度高于水平轰炸，还可以装备航炮或机枪，用于俯冲扫射和直接攻击。轻型轰炸机对跑道的要求也比较低，同时具有较大的航程，所以也适用于侦察甚至作为远程护航战斗机为重型轰炸机护航等，德国“斯图卡”就是一种具有部分以上特征的多用途轻型轰炸机。苏联当然也开始了自己的设计，由于图波列夫另有任用，因此决定佩特里亚科夫作为第一副总设计师代管设计局，苏霍伊担任佩特里亚科夫的副手。1935年，苏霍伊开始了新型多用途轻型轰炸机的设计工作；1936年，苏联空军正式下达设计任务；1937年，名为SZ-1的新轻型轰炸机组装完成，SZ是StalinskoyeZadaniye的缩写，意为斯大林交给的任务。时逢苏联中央流体力学研究院（TsAGI）的首席试飞员格罗莫夫刚从历史性的莫斯科-旧金山飞行回来，他马上就投入了SZ-1的试飞。试飞结果十分理想，操纵轻巧，飞行性能良好。1937年12月间，二号机开始建造，1938年1月完成，2月21日到3月25日间，SZ-2进行国家鉴定试飞。试飞表明，速度和航程略低于设计要求，建议换装更大功率的发动机后予以投产。

1939年，苏霍伊设计局正式成立，哈尔科夫飞机厂的设计科就作为新生的苏霍伊设计局的基本力量。但新生的设计局人才不足，经验更是缺乏，苏-2的生产匆忙上马。苏霍伊本人也对设计局远离莫斯科不满意，毕竟莫斯科是苏联科技和政治、军事中心。在他的坚持下苏霍伊设计局在1940年中迁移到莫斯科郊外的波德莫斯科夫耶机场。 

在哈尔科夫，苏霍伊已经开始了第一架战斗机的设计，命名为苏-1。苏联的命名传统将战斗机以单数命名，轰炸机、攻击机、运输机等以双数命名，所以苏-1晚于苏-2没有什么奇怪。对于苏-1，苏霍伊不以最大的发动机功率为追求速度和高度的主要手段，而是希望以轻小、流线的体型得到速度、高度、机动的最好平衡，所以采用1100马力的克里莫夫M105发动机相比于同时代的其他发动机来说马力并不大。为了最大限度地减小迎风面积和阻力，苏霍伊采用窄长的水冷发动机，将散热器安置在座舱后，散热器进气口则在机身下，和后来大名鼎鼎的美国P-51“野马”很相像。当然，这在“野马”诞生之前，不可能是抄袭美国人的结果。

由于选定的发动机的功率不足，只得再增加一对涡轮增压器。由于涡轮增压器可靠性很差，1940年8月的首飞没有打开涡轮增压，只是使用非增压的基本发动机。苏霍伊对此很不满意，这样不可能试出飞机的真实性能，也无法得到发动机可靠性的数据。在一次试飞中试飞员忘记放下起落架，飞机迫降成功，但飞机损坏严重需要大修。大修后试飞再次开始，这一次打开了涡轮增压，在10,000米高度的最大速度达到641公里/小时；在低空可以达到500公里/小时以上的速度；最大升限12,000米。但试飞也暴露了涡轮增压工作非常不可靠的问题。

1941年的巴巴罗萨行动中，德军长驱直入兵临莫斯科城下，苏霍伊设计局也随同其他设计局疏散到乌拉尔山，苏霍伊设计局在卡玛河边的莫洛托夫（现名帕姆，Perm）落下了脚。在搬迁过程中，一号机受到损坏，工作重点转到二号机上。引入了一些改进之后，飞机也更名为苏-3。相比于苏-1，翼展稍短，翼面积稍小，采用了新的翼型，总重量稍轻，基本性能和苏-1大体相当，但同样因为涡轮增压相当不可靠而没有获得准生证。