Особенностью грушинского штурмовика-тандема стало полное отсутствие в его конструкции металлических элементов. Относительно небольшие размеры самолета, малый размах крыльев позволили применить в качестве основного конструкционного материала дерево и бакелизированную фанеру, которая в те годы наравне с дюралюминием также считалась стратегическим сырьем. Крылья самолета были выполнены двухлонжеронными, образованными из отформованных из бакелитовой фанеры открытых С-образных профилей. Они вставлялись друг в друга, как обоймы, и, таким образом, полки лонжеронов полностью отсутствовали – их заменяла толстая фанерная обшивка.
Постройка самолета велась в учебно-производственных мастерских МАИ. Ведущим инженером по его строительству был Аркадий Александрович Лебединский, незадолго до этого выполнивший под руководством Грушина дипломный проект. Следует отметить весьма высокую технологичность грушинского штурмовика – фюзеляж, центроплан и основное крыло его первого образца изготовили в УПК МАИ бригадой из 18 человек всего за 45 дней.
Первый полет «Ш-тандема» (в одноместном варианте и без хвостовой башни) состоялся 5 декабря 1937 году на Центральном аэродроме. Этот день был весьма знаменательным для страны – принималась Конституция. Подобное совпадение очень хорошо могло быть воспринято руководством при чтении рапорта об успешном первом полете боевого самолета и, возможно, при принятии решения о его судьбе. Однако, как показали дальнейшие события, какой-либо роли этой дате сыграть не удалось.
Через несколько дней, 16 декабря 1937 года, состоялось совещание у начальника вооружения и материально-технического снабжения ВВС РККА. Основываясь на отрицательном опыте использования в Испании в качестве штурмовиков дополнительно вооруженных бомбами и пулеметами небронированных разведчиков и истребителей, представители НИИ ВВС поставили вопрос о незамедлительном включении в план опытного самолетостроения на 1938 год постройку специального самолета-штурмовика, способного действовать на малой высоте и имеющего мощное наступательное и оборонительное вооружение. Именно эта инициатива военных инженеров послужила толчком к созданию в СССР целого ряда бронированных самолетов поля боя.
* * *
Предварительные испытания «Ш-тандема» продолжались до января 1939 года. Достигнутые на самолете характеристики оценивались как весьма неплохие и в целом соответствовали предъявлявшимся тактико-техническим требованиям. Так, скорость «тандема» у земли составляла 406 км/ч, на высоте 4250 м – 488 км/ч.
Дальнейшее продолжение работ по «Ш-тандему» включало в себя испытания двухместного варианта самолета с оборудованным на нем фонарем-башней. И к осени 1939 года «Ш-тандем» в двухместном варианте с установленной в хвостовой части экранированной турелью МВ-3, с мотором М-87А (мощностью 950 л. с. на высоте 4700 м) и трехлопастным винтом изменяемого шага ВИШ-3 был готов к проведению совместных (заводских и государственных) испытаний. Эти испытания проходили в сентябре – октябре 1939 года, и отчет по ним был утвержден 10 октября. Всего за время этих испытаний выполнили 51 полет «Ш-тандема» общей продолжительностью 18 часов 38 минут.
Испытания самолета проводили несколько летчиков, в числе которых был и П. М. Стефановский, участвовавший в испытаниях «Октябренка». Спустя 30 лет Петр Михайлович рассказал о полетах на «Ш-тандеме» в своей книге «Триста неизвестных»:
