Проведение испытаний осложнялось частыми отказами двигателя М-11 из-за перегрева масла, ненадежной работы карбюратора при подъеме на высоту выше 1000–1500 метров и т. д. Альтернативный мотор М-12 продолжал ломаться на стенде. В полетах приходилось заниматься не столько доводкой самолета, сколько доводкой двигателя М-11. По предложению Н. Н. Поликарпова (напомним, двигателиста по образованию) была образована специальная группа, составленная из инженеров ГАЗ № 4 и ОСС ЦКБ, для оперативной доработки М-11. В августе 1927 г. многие недостатки мотора удалось изжить. Заводские испытания были закончены в начале сентября 1927 г. Они показали, что У-2 удовлетворяет практически всем пунктам требований НТК ВВС к самолету за исключением скороподъемности.
15 сентября 1927 г. начались испытания У-2 в НИИ ВВС, которые подтвердили результаты завода. После их анализа УВВС решило построить опытную серию У-2. Однако против этого выступил… сам Н. Н. Поликарпов. Сложилась парадоксальная ситуация, когда машина удовлетворяет заказчика, он высказывает пожелание построить серию, а главный конструктор сопротивляется этому, настаивая на проведении дополнительных испытаний другого, нового экземпляра. Секрет был прост. Поликарпов считал, что самолет, построенный по его проекту, будет обладать более высокими летными характеристиками. Ему удалось добиться разрешения на постройку второго экземпляра У-2. Взлетный вес этого варианта по сравнению с предшествующим снижался до разумных пределов не в-ущерб удовлетворения требований к прочности. В совокупности с лучшей аэродинамикой летные характеристики машины ожидались более высокими. Летные и эксплуатационные испытания первого экземпляра У-2 подтвердили несостоятельность идеи А. Н. Туполева о топливных баках, подвешенных под консоли верхнего крыла. В новом варианте Поликарпов опять разместил их в фюзеляже. К этому времени УВВС дополнительно потребовало, чтобы У-2 с одним пилотом поднимался на 2000 метров за 13 минут. Новый вариант позволял выполнить и этот пункт требований.
Построен он был сравнительно быстро, однако передача на летные испытания задержалась ввиду отсутствия двигателя. М-11 с первого экземпляра У-2 был снят и отправлен на ГАЗ № 4, чтобы на его основе сделать другой, свободный от многих выявившихся недостатков. На это потребовалось довольно много времени. Поэтому на аэродроме У-2 оказался лишь в конце декабря 1927 г. Для проведения испытаний в зимних условиях решили использовать лыжи от самолета У-1.
Первый полет — 7 января 1928 г. — выполнил М. М. Громов.
Летчик-испытатель М. М. Громов. Фотография тридцатых годов
28 февраля 1928 г. завод № 25 за подписью директора Журавлева и заведующего ОСС ЦКБ Поликарпова направил в НТК ВВС для утверждения эскизный проект У2-М11 (второй экземпляр). В пояснительной записке приводилось описание машины, ее характеристики, включая уже полученные на заводских испытаниях.
О пилотажных свойствах У-2 в ней написано следующее:
«В период полетных заводских испытаний была проверена управляемость самолета и проделаны петли, одиночные и серийные на 1000 м и на 2000 м, перевороты одинарные, скольжение на крыло и штопор. При этом выяснилось, что все фигуры, за исключением штопора, самолет делает нормально, что же касается штопора, то ввод самолета в таковой труден, выход же из штопора очень легкий.
…Отзыв пилота тов. ГРОМОВА о полетных качествах второго экз. У2-М110пытным Отделом не может быть представлен вследствие того, что по договоренности Отдела с начальником НИИ т. ГОРШКОВЫМ летчик т. ГРОМОВ может дать свой отзыв о самолете только во время испытания его в НИИ».
В начале марта самолет был передан в НИИ ВВС. Авиаконструктор А. С. Яковлев так вспоминал об этой фазе летных испытаний:
«Из ангара только что выкатили новый самолет У-2… — его готовили к первому полету. Конструктор самолета Николай Николаевич Поликарпов стоит у своего первенца и разговаривает с Михаилом Михайловичем Громовым. Громов, в летном комбинезоне, неторопливо и уверенно готовится к полету: прилаживает шлем, протирает очки, внимательно слушает конструктора.
Поликарпов — крепкий, плотный, с открытым русским лицом, живыми глазами — явно нервничает. Он что-то поясняет летчику перед ответственным полетом. Под конец ему, видимо, хочется пошутить, может быть, вывести себя из напряженного состояния: он похлопывает по крылу самолета, как купец добротный товар, и, кивая на мотор М-11, смеется.
— Да ведь это моторчик-то какой? Разве там лошадиные, там ведь собачьи силы! — говорит он, подчеркивая этими словами малую мощность мотора.
Громов забирается в кабину, запускает мотор.
— Ну, ни пуха ни пера!
Через несколько минут У-2 в воздухе».
Кроме Громова, на У-2 летали другие летчики. Их оценки У-2 были только положительными.
«Самолет привел в восторг его испытателей и руководителей. Для всех оказалась приятной новостью его статическая продольная устойчивость (хотя этого термина тогда еще не знали). При большом угле атаки и потере скорости самолет опускал нос и вновь набирал скорость, при полном газе шел вверх, при небольших оборотах двигателя опускал нос и шел со снижением. Самолет не входил в штопор, а будучи введен намеренно (и притом с большим усилием), быстро выходил из него при нейтральном положении ручки управления, позволял даже бросать на короткое время ручку. Все это было настолько непривычно и противоречило устоявшейся практике полетов на других самолетах, строгих в пилотировании и часто опасных в смысле штопора, что новому самолету сразу же было обеспечено общее признание», — писал об У-2 авиаконструктор и историк авиации В. Б. Шавров.
Еще несколько строк из воспоминаний Громова: «Машина прощала очень грубые ошибки, и их можно было легко исправить… Наша авиация получила лучший в мире учебный самолет, на котором многие поколения нашей молодежи прошли начальное обучение летному искусству».
Однако если к самолету претензий не было, то работа двигателя, еще не изжившего «детские болезни», на первых порах вызывала нарекания.
Государственные испытания У-2 прошел довольно быстро, и уже 29 марта 1928 г. состоялось заседание 1-й секции НТК УВВС об их результатах.
В постановлении, в частности, говорилось:
«2. Признать, что на основании результатов испытаний самолет У2-М11 с летно-тактической стороны удовлетворяет техническим требованиям на него.
3…Построить опытную серию самолета У2-М11 в 6 экземплярах для передачи на эксплуатацию в школы. По получении от школ вышеуказанных данных окончательно решить вопрос о массовом серийном производстве самолетов У2-М11-М12 на замену АВРО».
