В начале октября 1933 г. ярко-красный самолет — первенец бригады № 2 — доставили на аэродром. На киле в центре белого круга была изображена звезда, а поверх ее выведены цифры «39» и надпись «ЦКБ-3». Начались наземные испытания и подготовка к первому вылету.
Для получения формального разрешения на проведение испытаний требовался утвержденный эскизный проект. В октябре 1933 г. Николай Николаевич направил в НИИ ВВС третий по счету эскизный проект истребителя. В нем он отразил опыт предшествующих разработок, более детально поясняя концепцию самолета:
«а) Схема коробки крыльев была принята полутораплан как обеспечивающая большую несущую поверхность при минимальных внешних габаритах и удовлетворительное удлинение крыльев, эквивалентно моноплану…
б) Нагрузка на 1 м и на 1 НР была подобрана минимально возможной для получения максимальной маневренности…
В схеме коробки крыльев мы стремились добиться соединения условий наилучшего обзора и высоких аэродинамических качеств путем уменьшения интерференции…»
Оценки летных характеристик машины были оставлены такими же, как и в предыдущем проекте, т. е. заниженными, несмотря на то что продувки уже были завершены.
Отзыв на проект давал Н. А. Жемчужин, выпускник Военно-воздушной академии им. проф. Н. Е. Жуковского. Итоговый документ гласил:
«Общий вывод
— В отношении максимальной скорости на высоте 5000 м самолет И-15 не выполняет предъявленных к нему технических требований и отстает от современных уже построенных заграничных истребителей.
— Предъявленные к нему требования в отношении маневренности и скороподъемности выполняются и перекрывают данные сравниваемых самолетов.
— Эксплуатационные качества (удобство обслуживания и доступность ремонта) заводом № 39 при предъявлении проекта не гарантируются.
Заключение
Проект самолета И-15 может быть допущен к дальнейшей разработке и постройке. ЦКБ завода 39 надлежит добиться выполнения поставленных эксплуатационных требований и приложить усилия к повышению запроектированной максимальной скорости без снижения других летных данных самолета, особенно маневренности и скороподъемности».
Заключение было утверждено 23 октября 1933 г. В тот же день В. П. Чкалов совершил на истребителе И-15 (ЦКБ-3) первый полет.
Несмотря на имеющиеся недостатки, удалось выявить главное: получился хороший самолет. Машина показала высокие по тем временам летные характеристики.
19 ноября 1933 г. ВВС запросили дополнительные материалы по самолету, включая реальные оценки максимальных скоростей с различными вариантами мотора Райт «Циклон». По указанию Поликарпова были оперативно выполнены необходимые расчеты под двигатели Райт «Циклон» SGR-1820 различных модификаций, в том числе с исходным F-3 (348 км/ч на высоте 3000 м и 342 км/ч — на 5000 м), высотным F-5 без редуктора и с редуктором (349 км/ч на высоте 3000 м и 356 км/ч — на 5000 м), и результаты исследований были оперативно высланы в НИИ ВВС. Они убедили руководство ВВС в соответствии характеристик ЦКБ-3 техническим требованиям.
Заводские испытания первого экземпляра продолжались недолго.
23 ноября 1933 г. самолет решили продемонстрировать руководителям Вооруженных сил, собравшимся на заседание Пленума Реввоенсовета. Среди них присутствовал и начальник ВВС Я. И. Алкснис. После осмотра машины на земле В. П. Чкалов поднял ЦКБ-3 в воздух. Выполнив каскад фигур высшего пилотажа на высоте 1300 метров, летчик перевел самолет в крутое пикирование (угол пикирования достигал 75»). На скорости свыше 400 км/ч, не выдержав нагрузки, оборвались ушки переднего крепления левой лыжи на мотораме. Чкалов, сразу определив характер повреждения, на высоте 400 м вывел машину из пикирования, круто набрал высоту, закрыл пожарный кран, выработал остаток бензина из системы питания, выключил мотор и пошел на посадку.
После выравнивания самолета у самой земли на скорости 65–75 км/ч машина спарашютировала, завалившись на левое крыло. ЦКБ-3 коснулся земли носком левой лыжи (при этом сломалась полуось шасси), и самолет перевернулся. Машина получила сильные повреждения, летчик остался невредим.
Авария не повлияла на общую положительную оценку самолета, и несмотря на то что государственные испытания еще не были проведены, руководство авиапромышленности приняло решение о развертывании работ по организации серийной постройки И-15 на заводе № 1. В протоколе заседания под председательством начальника Глававиапрома Королева от 25 ноября 1933 г. написано:
«…3) Первую партию И-15в 1934 г. построить на заводе 39 с тем, чтобы в 1935 г. производство этой машины передать на завод 1…. 5) При осуществлении указанной наметки считать возможным изготовить в 1934 г. ориентировочно… 25 самолетов И-15… 6) Отметить, что… И-15 моторами своего производства в 1934 г. обеспечены не будут». 10 декабря 1933 г. началась пересылка чертежей и другой документации с завода № 39 на завод № 1 для ознакомления и изготовления оснастки и приспособлений.
Первый опытный экземпляр истребителя И- 1 5 (ЦКБ3).
Декабрь 1933 г.
Второй экземпляр был выведен на аэродром 16 декабря. Его также испытывал Чкалов. 21 декабря 1933 г. после завершения цикла заводских испытаний ЦКБ-3 был передан в НИИ ВВС. Первый этап (ведущий летчик — В. А. Степанченок) проводился в довольно быстром темпе и закончился к 1 января 1934 г. Второй этап продолжался с 14 января по 24 марта. Испытания подтвердили высокие летные характеристики машины. Поэтому еще до их завершения,
2 февраля 1934 г., отмечая вклад коллектива в создании образцов новой боевой техники, нарком тяжелой промышленности С. Орджоникидзе издал приказ за номером 172 о премировании работников завода № 39, в котором говорилось:
«За исключительные достижения в деле укрепления обороноспособности страны завода № 39 имени т. Менжинского как в конструкторской, так и в производственной работе — ПРИКАЗЫВАЮ:
1) Премировать легковыми автомашинами:
Технического директора завода тов. КАЛГАНОБА Ю.В.,
Заместителя директора по конструкторской части тов. ИЛЬЮШИНА,
Начальника 2-й бригады констр. бюро тов. ПОЛИКАРПОВА,
Летчика-сдатчика завода тов. ЧКАЛОВА,
Начальника НТОС ГУАП тов. АЛМАЗОВА.
2) Премировать 2-месячным окладом:
Начальника производственного отдела тов. ТИСОВА,
Ведущего инженера тов. ЖРБИНУ,
Группового инженера 2-й бригады КБ тов. КОСТЕНКО,
Начальника 4-й бригады КБ тов. МАЛЬЦЕВА,
Зам. нач. 4-й бригады КБ тов. СОРОКИНУ,