Дальнейшая судьба этой машины такова. После восстановления и некоторых доработок ИЛ-400б использовался заводом в качестве экспериментального истребителя под обозначением «ИЛ-3 ремонтный» для проверки изменений, вносимых в серию. Например, в октябре 1925 г. на нем испытывался усовершенствованный сотовый радиатор. После прекращения программы в конце 1929 г. самолет был уничтожен.
Постройка ИЛ-3 в двух экземплярах с заводскими номерами 2888 и 2889 продолжалась сравнительно долго. Но еще до ее завершения с начала января 1926 г. Поликарпов занимался проектированием морской модификации истребителя на поплавковом шасси. Предполагалось, что после завершения испытаний ИЛ-3 с июля 1926 г. можно будет приступить к изготовлению морского самолета.
В феврале 1926 г. до предъявления расчетов ИЛ-3 в НТК ВВС по указанию Авиатреста на заводе № 1 была создана специальная комиссия по проверке расчетов, выявлению запаса прочности и определению летных характеристик истребителя ИЛ-3 под председательством помощника директора ГАЗ № 1 И. М. Косткина. В ее состав входили конструкторы Н. Н. Поликарпов, В. Л. Моисеенко, В. Д. Яровицкий и летчики В. Н. Филиппов, К. К. Арцеулов, Я. Г. Пауль, летавшие на ИЛ-400б. После некоторых уточнений 1 марта все расчеты по самолету (кроме расчетов устойчивости) были отправлены в НТК ВВС. Их обсуждение прошло без серьезных замечаний.
В феврале 1926 г. первый головной серийный самолет ИЛ-3 (заводской номер 2888) наконец был собран. Культура производства сказалась на увеличении массы фюзеляжа.
10-11 февраля при определении центровки выяснилось, что она достигает 38,83 % САХ. До конца февраля устранялись выявленные в пробежках и подлетах недостатки, после чего летчик В. Н. Филиппов совершил на машине первый полет.
27 февраля директор завода № 10нуфриев и начальник Опытного отдела Поликарпов направили письмо в Авиатрест с просьбой разрешить дальний перелет на самолете ИЛ-3 no маршруту Москва-Севастополь-Москва протяженностью 2400 км для более полного и всестороннего определения летных характеристик машины. Пилотом предполагалось назначить заведующего Летно-испытательной станцией Опытного отдела В. Н. Филиппова. В ответном письме от 4 марта 1926 г. Авиатрест сообщил, что он «находит возбужденный вами вопрос о дальнем перелете на И-1 преждевременным. Необходимо в первую очередь провести всестороннее испытание первых серийных машин».
В. Н. Филиппов довольно быстро провел заводские испытания ИЛ-3. После первых полетов на истребителе летали и другие летчики — Арцеулов, Громов, Екатов, Жуков, Михайлов, Пауль. Несмотря на ряд достоинств, ИЛ-3 имел некоторые особенности в технике пилотирования, которые многим не нравились. В своем отзыве о самолете, написанном 8 марта 1926 г., В. Н. Филиппов в целом характеризовал ИЛ-3 положительно. Вместе с тем он отметил:
«Правда, следует признаться, что пока «ИЛ» самая серьезная машина, на которой мне лично пришлось летать…
Даже беря ориентацию на ДН4: — ИЛ требует большего внимания в первое время, обладая также и преимуществами (посадка на ИЛ на пятачок, а на ДН4 полходынки [половина длины Ходынекого аэродрома. — Прим. авт.], т. е. 0,75 клм). Самое важное поверить машине, отрешиться от тех нелепостей, которые ее почему-то окружили: «она сама переходит в штопор», «вместо виража — бочка» и т. д. Это не машина делает, а пилот делает, когда можно и должно делать иначе. Наоборот, я лично скажу, что 80 % самолетов опасны именно у земли. ИЛ же прощает гораздо большие ошибки, нежели остальные. Как ты ни теряй скорость, в штопор не сорвешься, если не сделаешь сам движения, непригодного для ИЛ; парашют [парашютирование. — Прим. авт.] совершенно плоский, срыва на крыло нет, хоть на 10 метров выравнивай, все равно сядешь, и ничего не случится страшного.
Вот когда идешь на вираж, запомни одно, что ручки на себя брать не следует, резко давать обратную ногу не следует, она дается после 1/2 круга и не особенно много.
Если возьмешь ручку на себя, то настолько уменьшишь радиус циркуляции, что скорость упадет и штопор обеспечен; если слишком резко дать обратную ногу, вывернешься из виража и пойдешь горизонтально. Если же будешь подходить постепенно, тренируясь, вдумываясь в свои ошибки, никаких недоразумений не получится. Я лично летал на ИЛ-бис, ИЛ-З…, но ни разу в штопор с виража не переходил».
На заводских испытаниях ИЛ-3 развивал у земли максимальную скорость 273,3 км/ч на номинальном режиме работы двигателя «Либерти» и 295,36 км/ч на форсированном — весьма большую по тем временам. Посадочная скорость равнялась 75 км/ч. Правый вираж на высоте 1000 м самолет выполнял за 8-11 секунд, левый — за 7-10 секунд. Для парирования реакции винта правая и левая консоль крыла устанавливалась под разными углами атаки: 5 угловых минут и 30 угловых минут, соответственно.
После небольшой доработки поведение самолета в воздухе несколько улучшилось.
18 марта в инструкции о пилотировании ИЛ-3 Филиппов писал:
«Положение тела пилота исключительно удобно и даже в длительном полете не утомляет последнего… Взлет прост, быстр и вполне обычен… От скоростей 270 до скоростей порядка 155 ИЛ вполне нормален, и никаких уклонений от обычного способа управления самолетами не имеется. Движения ручки по глубине невелики, самолет хорошо центрирован, моменты от органов управления на ручке подобраны правильно и мускульные напряжения меньше, чем на всех имеющихся пока типах, считая [Фоккер] ДХIII и И7 Григоровича… Выполнение виражей сложное… Пробег самолета после посадки незначителен, примерно 100 метров, не более… Петля на ИЛ несколько своеобразна и очень походит по технике выполнения на то же упражнение [выполняемое самолетами Фоккер] ДХIII и ДХI, но ближе к ДХIII… Само пикирование очень устойчивое и спокойное… Бочки очень просты… Следует перед переходом в штопор целиком потерять скорость и резко дать ноту в сторону желаемого вращения… Ручку после полуоборота следует дать на себя. Вращение не особенно быстрое, снижение также незначительно. Строго вертикального штопора не получается… Каждый виток можно считать, так как они отделены как бы паузами в замедлении темпа вращения. Выход обычен и без запаздываний, лишь только отдана ручка и поставлены нейтрально ноги. Скольжение настолько обычно и просто, что сразу будет сделано чисто каждым пилотом, делавшим это упражнение на других самолетах».
Поликарпов предлагал осуществить летом 1926 г. на ИЛ-3 дальний перелет по маршруту Москва-Париж (летчики Филиппов или Громов), но он не состоялся.
На заводе № 1 вовсю шла постройка войсковой серии ИЛ-3 и разворачивалось производство первого из заказанных 25 экземпляров. Комиссия под председательством Межераупа, обследовавшая опытное самолетостроение, указала в отчете, что к 1 апреля 1926 г. на ГАЗ № 1 построен и проходил испытания один истребитель, заканчивалась сборка 2 машин, изготовлены 3 комплекта крыльев и 6 фюзеляжей. Первые два самолета (с заводскими номерами 2888 и 2889) — головные серийные — носили обозначение ИЛ-3, последующие, выпускаемые с лета 1926 г. и оснащенные двигателями М-5, получили обозначение И 1-М5 или И-1.
