В общей сложности завод № 19 произвел в 1935 году 660 моторов М-25, в основном из американских деталей, однако большая часть из них была забракована военной приемкой, а остальные были отправлены на московские авиазаводы для бипланов И-15. В итоге производство «тип 5» развернулось только на рубеже 1935–1936 годов.

В начале следующего, 1936 года И-16 постепенно становился самым массовым и основным истребителем ВВС РККА. Все новые авиаэскадрильи перевооружались с устаревших И-5 и И-7 на новые самолеты. Чтобы облегчить и ускорить освоение летчиками новой и непростой в управлении машины, еще в начале 1935 года Николай Поликарпов разработал проект двухместного учебно-тренировочного варианта. На закате серийного выпуска биплана И-5 была выпущена небольшая партия двухместных учебных машин УТИ-1, сконструированных конструкторами авиазавода № 21 А. Боровковым и И. Фроловым. Кабина инструктора находилась спереди, сзади сидел стажер. Управление истребителем было полностью дублированным. Именно эта машина и была взята за основу.

В мае 1935 года новый учебный самолет под обозначением УТ-2 был облетан. Он имел полностью закрытую общим фонарем кабину пилотов. Впоследствии были построены еще две подобные машины, имевшие весьма оригинальный внешний вид, но в серийное производство пошел другой вариант, не имевший общего фонаря, а лишь индивидуальные козырьки для инструктора и стажера. На самолете, получившем название УТИ-2, стоял двигатель М-22 и неубирающиеся шасси. Вооружение отсутствовало. В 1935–1936 годах было построено 49 учебно-тренировочных самолетов, в число которых вошли и три УТ-2. Вскоре Поликарпов разработал еще один вариант, получивший обозначение УТИ-3, оснащенный опытным двигателем М-58. Самолет был испытан несколькими летчиками, в том числе и Чкаловым. Последнему машина понравилась, однако отсутствие моторов поставило на ней крест.

С 23 января по 2 февраля 1936 года на аэродроме завода № 39 проводились испытания самолета И-16 с убирающимися лыжами. Ведущим летчиком на них был вездесущий Валерий Чкалов. Вес такого истребителя составил 1387,5 кг. Несмотря на увеличение массы, самолет показал хорошие летные данные. Максимальная скорость у земли составила 353 км/ч, удалось достичь потолка 7100 м. Механизм убирания лыж работал хорошо, без отказов. Правда, оказалось, что при морозах ниже минус 15° загустевала смазка, и все механизмы работали значительно туже. В официальном заключении говорилось: «Вполне надежная и доброкачественная конструкция, весьма простая и удобная для эксплуатации в частях ВВС»[ГУ ЦАНО. Ф. 2066. Оп. 9. Д. 135. Л. 1–17.].

Окончились неудачей первые попытки установить на И-16 рацию. В ходе многочисленных испытаний, например, в марте 1936 года всякий раз выявлялась плохая слышимость, помехи, сильное искажение голоса и т. п. В общем, как жаловались сами летчики-испытатели, «треск, шипение и ничего не разобрать…».

Гибель Павлушева

Еще одним камнем преткновения у ранних И-16 стал козырек кабины. В начале 30-х годов ХХ века всем авиаконструкторам уже было понятно, что открытая кабина – архаизм. Поэтому все новые и перспективные машины проектировались с закрытыми.

Понимал ситуацию и Поликарпов. Поэтому ЦКБ-12 и И-16 тип 4 оснащались закрытыми сдвижными кабинами. «Тип 5» тоже пошел в серию в таком виде.

Однако с самого начала от летчиков стали поступать многочисленные жалобы на запотевание стекол и накопление выхлопов двигателя в кабине. Перегородка между ней и моторным отсеком была, мягко говоря, не герметичная, а выхлопные патрубки быстро прогорали, вследствие чего пилот вынужден был дышать отработанными газами. Но это еще полбеды. Казалось бы, в случае чего летчик мог открыть сдвижную часть фонаря и «проветрить помещение». Ан нет! На больших скоростях ее попросту заклинивало либо, наоборот, срывало с фиксаторов, удерживавших в открытом положении. Какую угрозу в себе все это таило, показал следующий случай.

13 февраля на аэродроме авиазавода № 21 старший летчик-испытатель Петр Павлушев совершал очередной сдаточный полет на И-16 тип 5 № 52161. Следует напомнить, что все выпущенные самолеты перед сдачей военной приемке обязательно проходили сдаточные испытания. Так что работы у заводской бригады летчиков-испытателей всегда хватало.