Постройку самолетов И-153 организовать заводу № 1 под личную ответственность директора завода № 1 тов. СИДОРА так, чтобы обеспечить передачу опытных образцов на совместные испытания не позднее 1 апреля 1938 г., а войсковую серию в соответствии с постановлением СТО от 11/Х1-с. г. № 174сс во 11-111 квартале 1938 г.».

Однако вопрос о постройке нового истребителя опять повис в воздухе из-за противодействия главка, дирекции завода № 1 и ВВС. Имелось еще одно сопутствующее обстоятельство. 21 октября 1937 г. начальник главка А. Н. Туполев был арестован у себя в рабочем кабинете. По-видимому, на него хотели «списать» просчеты в организации и развитии нашей авиапромышленности, выявившиеся в ходе испанской войны.

«Однажды В. П. Чкалов приехал на завод и с торжеством объявил: «Наконец-то дуба свалили» — это по поводу ареста А. Н. Туполева и его ведущих работников. Н. Н. [Поликарпов] тихо сказал: «Сейчас им очень тяжело», — вспоминал Дмитрий Людвигович Томашевич.

Временно исполняющие обязанности начальника главка — вплоть до назначения на эту должность С. В. Ильюшина — не желали брать на себя никакой ответственности в решении сложных вопросов. Новая волна репрессий захлестывала авиапромышленность. В этих условиях Н. Н. Поликарпов был вынужден вновь обратиться с письмом к Смушкевичу, разъясняя сложившееся положение:

«Несмотря на наши просьбы о необходимости немедленной организации базы для самолета И-15 на заводе № 1, до сих пор ВВС'ом ничего не сделано. Ни Руководство 1-го Главного управления НКОП, ни директор завода № 1 до сих пор также не нашли еще времени обсудить и решить этот вопрос, хотя мы неоднократно их об этом просили.

Вследствие этого создалось положение, что разработанный и одобренный инстанциями инициативный проект нового улучшенного самолета И-153 вот уже два месяца лежит без движения за отсутствием опытной базы. Сегодня я снова ставлю перед Вами вопрос о немедленном создании опытной базы для самолета И-15 на заводе 1 в составе: конструкторского бюро на 60–70 человек, опытной мастерской на 100–120 чел. и звена в Летной станции, в противном случае вопрос о разработке и постройке самолета И-153 снова будет тянуться неопределенно долго, а это сорвет сроки и постановление Правительства», — с горечью писал Николай Николаевич.

Поддержка Смушкевича позволила сломить сопротивление НИИ ВВС и наркомата. Началось изготовление задела деталей для самолета. Темпы работ были невысокими, плановые сроки завершения «успешно» проваливались. Первый экземпляр И-153 (заводской номер 5001) удалось построить лишь в начале мая 1938 г. Его конструкция в целом соответствовала конструкции истребителя И-15. Однако шасси убиралось назад в нижнюю часть фюзеляжа пневматическим механизмом с поворотом стоек колес. Двигатель М-25В вместо кольца Тауненда закрывал капот НАКА (по типу И-16), а ступицу винта — довольно объемный полукруглый кок. Вооружение состояло из четырех синхронных пулеметов ШКАС. Длина самолета равнялась 6,275 м, размах верхнего крыла — 10 м. Заранее проектировалась установка на И-153 более мощного двигателя М-62 и турбокомпрессоров на укороченную на 100 мм мотораму для сохранения центровки.

Профиль крыла по сравнению с И-15 был изменен.

«Крылья самолета И-153 для достижения маневренности и скоростных качеств самолета имеют профиль Clark-УН. Этот профиль обладает очень высоким аэродинамическим качеством, т. е. имеет относительно малое лобовое сопротивление Cxmin = 0,004 при сравнительно большом коэффициенте подъемной силы Cymax = 0,б и малый коэффициент момента при нулевой подъемной силе СтО = 0,017. Отогнутая вверх хвостовая часть профиля делает профиль более устойчивым при различных режимах полета», — говорилось в Техническом описании истребителя.

Хвостовая часть фюзеляжа обшивалась полотном, носовая — дюралевыми панелями. Маслорадиатор располагался в фюзеляже слева у нижнего крыла.

В середине мая 1938 г. А. И. Жуков поднял И-153 в воздух. Через месяц летчик А. В. Давыдов начал испытывать второй экземпляр с опытным мотором М-62. Однако через несколько полетов этот «сырой» мотор пришлось заменить на М-25В.

Государственные испытания первого экземпляра проходили с 27 сентября по 5 октября. Их проводил П. Я. Федрови. Опытный самолет показал преимущество по сравнению с И-15бис. При взлетном весе 1625 кг он развивал максимальную скорость 425 км/ч на высоте 3600 м и 360 км/ч — у земли. Высоту 5000 м И-153 набирал за 6,1 м, время выполнения виража на высоте 1000 м составляло 12 секунд. В отчете о летных испытаниях отмечались чрезмерно задняя центровка с убранным шасси — 34,3 % САХ, перекомпенсация руля высоты, вибрация и хлопанье элеронов, указывалось, что самолет перетяжелен на 100 кг по сравнению с проектом.

Комиссия НИИ ВВС не вынесла по машине положительного решения. Тем не менее осенью 1938 г. началась серийная постройка истребителя на заводе № 1. Серийная машина № 5006 на испытаниях весной 1939 г. показала летные характеристики, близкие к опытному образцу.

Предполагалось, что с мотором М-62 И-153 сможет развить максимальную скорость 460–465 км/ч на высоте 5000 м. Еще до завершения испытаний первого серийного экземпляра Поликарпов начал разработку его модификаций с турбокомпрессорами, способных с М-25В достичь расчетной максимальной скорости 475 км/ч и 510 км/ч с М-62 на высоте 8000 м, проектировались самолеты с усиленным вооружением — крупнокалиберными (12,7 мм) пулеметами ШВАК, ТКБ-150 и Селищева, с синхронными пушками ШВАК.

Многие недостатки первого опытного И-153 были учтены на втором опытном экземпляре-дублере № 6005. В нем для улучшения центровки удлинили мотораму, поставили новые замки капота, поставили регулируемые створки-жалюзи, протектированный бензобак, видоизменили поворотный узел шасси и амортизатор костыля, немного уменьшили площадь руля высоты. На госиспытаниях в Баку была достигнута максимальная скорость 424 км/ч на высоте 3500 м.

В ноябре 1938 г. головная серия И-153 с М-25В из 10 экземпляров была направлена в Баку для прохождения войсковых испытаний. В их число входил и И-153 дублер. Они завершились в целом с положительной оценкой, несмотря на то что 11 апреля 1939 г. у одного из самолетов № 6008 на выходе из пикирования при скорости 500 км/ч разрушилось крыло. Пришлось дополнительно ввести ленту-расчалку от нижней части фюзеляжа к переднему лонжерону верхнего крыла, а переднюю кромку крыла до первого лонжерона зашивать фанерой. Выявился еще один дефект: значительное запаздывание на выходе из штопора — до 10–12 витков. Стали заниматься изучением и этой проблемы.

Как только удалось довести более мощный и высотный мотор М-62, его сразу же установили на истребитель И-153. Первый экземпляр самолета (заводской номер 6019) с этим мотором и винтом фиксированного шага (ВФШ) проходил заводские испытания в апреле 1939 г., государственные — в июне. Максимальная скорость возросла до 443 км/ч на границе высотности, но была ниже расчетной ввиду низкого кпд винтомоторной установки.

Самолет немного уступал по максимальной скорости истребителю-моноплану И-16 с тем же мотором (464 км/ч). Тем не менее в Заключении по результатам государственных испытаний говорилось:

«Самолет И-153 М-62 № 6019 с винтом ВФШ конструкции инженера ПОЛИКАРПОВА постройки завода № 1 гос. испытания не выдержал ввиду:

а) недостаточной максимальной скорости — 443 км/ч вместо гарантированной заводом № 1 — 462 км/ч,

б) наличия опасных режимов штопора,

в) вибраций и обрыва несущих лент расчалок,

г) тряски элеронов и хвостового оперения,

д) большой нагрузки у летчика на ручку управления элеронами…