После аннулирования задания на истребитель И-173 с мотором жидкостного охлаждения М-105 Н. Н. Поликарпов с учетом накопленного опыта проектирования в инициативном порядке решил разработать проект «универсального» истребителя, конструкция которого позволяла использовать любой мотор жидкостного охлаждения с минимальными переделками. Фактически в этом проявилась его любовь к модульным конструкциям, основные принципы которых он разрабатывал и пытался внедрить в жизнь с середины 20-х гг. Двигатели жидкостного охлаждения мощностью свыше 1400 л.с. у нас еще только создавались. Концепция «универсального» истребителя позволяла на какое-то время «развязать» вопросы создания самолета с проблемами двигателя. «Прикидки» делались под характеристики мотора М-107, который еще только разрабатывался. Проект был готов к лету 1939 г. Поликарпов в дальнейшем предполагал унифицировать ряд его агрегатов (шасси, консоли крыла, элементы управления и др.) с аналогичными агрегатами самолета И-185.
Проблемы развития авиации с самого начала 1939 г. находились под пристальным вниманием правительства. Это и понятно: мир стремительно катился к войне. В феврале 1939 г. у Сталина проходило совещание по проблемам авиапромышленности. Наиболее остро ставился вопрос об истребителях. В мае 1939 г. состоялось заседание с привлечением достаточно широкого круга инженеров-самолетостроителей. Задание на разработку истребителей получили около полутора десятка конструкторов и конструкторских коллективов. В кратчайший срок развернулось проектирование И-21, И-26, И-301 и других машин. Форсировалось создание новых двигателей.
К этому времени в ОКБ А. А. Микулина прошел испытания новый мотор жидкостного охлаждения АМ-35, взлетная мощность которого составляла 1350 л.с., проходила стендовая отработка его модификации АМ-35А с повышенной до 6000 м расчетной высотой, завершалось проектирование нового мотора АМ-37. Последний имел взлетную мощность 1450 л.с., 1400 л.с. — на высоте 6300 м. АМ-37 в целом был подобен АМ-35, но имел за приводным центробежным нагнетателем специальный радиатор для охлаждения воздуха, поступающего в цилиндры, что позволило повысить мощность мотора. АМ-35 предназначался для бомбардировщиков, АМ-37 — для истребителей; его предполагалось оснастить синхронизаторами.
Нарком авиационной промышленности М. М. Каганович дал Н. Н. Поликарпову указание рассмотреть вопрос об использовании АМ-37 в новых конструкциях.
Микулин приехал в ОКБ Поликарпова, в беседе с главным конструктором сжато обрисовал основные параметры АМ-37. Мотор заинтересовал Николая Николаевича. Он, как двигателист по образованию, быстро оценил его возможности, перспективы развития. По просьбе Поликарпова подробные характеристики АМ-37 и габаритные чертежи были немедленно высланы в адрес ОКБ.
В июле 1939 г. Николай Николаевич приступил к разработке аванпроекта нового истребителя с мотором АМ-37.
В этой работе ему помогали его заместитель М. Н. Тетивкин и начальник аэродинамического сектора Н. З. Матюк. Использовалась общая конструктивная схема «универсального» истребителя. Расчеты показали, что самолет может развить высокую (не менее 650 км/ч) скорость и иметь неплохую высотность. Рассматривался также и вариант с турбокомпрессорами. Прорабатывалась возможность установки АМ-35А вместо АМ-37. При этом характеристики истребителя, естественно, ухудшались, однако АМ-35А уже реально существовал, в то время как АМ-37 был только в проекте.
В августе 1939 г., когда стало ясно, что новый истребитель «сложился», Николай Николаевич дал указание заняться разработкой эскизного проекта машины. Ведущим конструктором был назначен Н. И. Андрианов. В состав группы входили Н. З. Матюк, А. Г. Брунов, Я. И. Селецкий. Проектирование осуществлялось под непосредственным руководством и при активном участии самого Н. Н. Поликарпова и его заместителя М. Н. Тетивкина.
Для сокращения производственного цикла Николай Николаевич разбил самолет на агрегаты. Предполагаемая серийная постройка на заводе № 21 обуславливала близость технологии производства к принятой на заводе. В связи с этим, например, обшивка хвостовой части фюзеляжа выклеивалась из шпона, как на И-16 и И-180. Вышеперечисленные факторы, а также сложная геометрия двигателя предопределили и некоторые особенности компоновки и конструкции самолета.
Истребитель получил условное обозначение «Х», или И-200.
Начавшаяся в сентябре 1939 г. Вторая мировая война заставляла спешить. К октябрю разработка эскизного проекта И-200 была в основном завершена.
«В основу конструкции положено четкое разделение самолета на законченные конструктивные и производственные агрегаты. Отъемные консоли, разъемный фюзеляж (хвост — деревянный, передняя часть — металлическая) и одностоечное шасси с весьма простой кинематикой открывают широкие возможности массового производства с эффективным использованием производственных площадей. Небольшое количество весьма простых соединений позволяет легко и быстро производить замену выбывающих частей в любых эксплуатационных условиях», — писал Николай Николаевич в «Докладной записке к эскизному проекту самолета И-200 с мотором АМ-37».
Хотя характеристики самолета были многообещающими, Поликарпов не спешил передавать проект И-200 для утверждения в наркомат. Проведенный им анализ основных тенденций развития авиации показал перспективность повышения удельной нагрузки на крыло для дальнейшего повышения летных качеств самолета. Поэтому он решил перепроектировать крыло, уменьшив его площадь. К тому же, по-видимому, Николай Николаевич хотел унифицировать конструкцию с крылом истребителя И-185. Однако воплотить задуманное не удалось.
Незадолго до этих событий, 23 августа 1939 г., был заключен Пакт о ненападении между Германией и СССР. При этом каждая из сторон преследовала свои далеко идущие политические цели. 28 сентября 1939 г. Председатель Совета Народных Комиссаров и нарком иностранных дел СССР В. М. Молотов и министр иностранных дел Германии фон Риббентроп обменялись письмами, содержавшими пожелания заключить двухстороннее всеобъемлющее экономическое соглашение. Германия остро нуждалась в сырье, продовольствии. СССР надеялся получить доступ к передовым немецким технологиям (прежде всего в военной сфере и приборостроении). Для выяснения потенциальных возможностей каждой из сторон в октябре 1939 г. было принято решение обменяться соответствующими экономическими делегациями.
Советскую делегацию возглавил член ЦК ВКП(б) И. В. Тевосян. В ее состав включили руководителей различных отраслей промышленности, конструкторов, специалистов, сотрудников научно-исследовательских институтов, в том числе в авиационную группу — А. И. Гусева, П. В. Дементьева, В. П. Кузнецова, А. Д. Швецова, А. С. Яковлева, Н. Н. Поликарпова и др. Причем приглашение, а фактически приказ принять участие в работе делегации, Николай Николаевич получил в самый последний момент. На сборы времени было отведено крайне мало. Конструктор Андрианов, занимавшийся эскизным проектом И-200 («Х»), вспоминал: «Как-то на подходе к моей комнате я встретил Поликарпова и Тетивкина. Поликарпов Н. Н. сказал мне: «Так я и не ушел посмотреть, что у Вас получилось, придется посмотреть после моего приезда».
Убывая в командировку, Николай Николаевич дал указание с проектом машины «Х» до его возвращения никого не знакомить, составил инструкции по текущей деятельности конструкторского бюро. Он назначил исполняющими обязанности главного конструктора за время своего отсутствия по заводу № 1 М. Н. Тетивкина, по заводу № 22 — Н. А. Жемчужина, письменно известив об этом дирекцию завода № 1 и наркомат.
Николай Николаевич выехал позже основного ядра делегации, 6 ноября 1939 г.
Поездка оказалась насыщенной и очень полезной. Немцы предоставили возможность за месяц с небольшим объездить всю Германию, посетить самолетостроительные заводы «Юнкерс» в городе Дессау, «Мессершмитт» в Регенсбурге и Аугсбурге, «Фокке-Вульф» в Бремене, «Хейнкель» в Ростоке, «Арадо» в Бранденбурге, «Блом и Фосс» в Гамбурге, «Дорнье» в Фридрихсгафене, «Бюккер» в Рансдорфе, познакомиться с моторостроительным производством фирм «БМВ» (Мюнхен), «Юнкерс» (Дессау), «Брамо», «Хирт», «Аргус» (Берлин). Члены делегации побывали на предприятиях, выпускающих пропеллеры, радиаторы для моторов жидкостного охлаждения, коленчатые валы, поршневые кольца, подшипники, приборное оборудование, авиационное вооружение, осмотрели Научно-исследовательский авиационный институт в Геттингене, Научно-испытательный центр ВВС в Рехлине.