Н. Н. Поликарпов издал распоряжение № 251 по ОКБ завода № 1 НКАП:

«1. Инженер Карев назначается ведущим инженером по самолету И-170 от КБ и цеха fiF- 28.

2. Самолету И-170 присваивается шифр самолет «М».

29 октября 1939 г. им были подписаны чертежи самолета И-170. Предполагалось, что самолет будет иметь безрасчалочную коробку крыльев и следующие характеристики: площадь крыла — 25 кв. м, длина — 7,1 м, размах верхнего крыла — 10 м, нижнего — 8 м.

Вооружение должно состоять из одной пушки, стреляющей через вал редуктора, 2–4 синхронных пулеметов.

Выделение из ОКБ в октябре 1939 г. опытно-конструкторского отдела ОКО во главе с А. И. Микояном и М. И. Гуревичем, срочные задания по разработке более перспективных машин не позволили реализовать этот проект.

С конца 1938 г. Н. Н. Поликарпов, согласно полученному заданию, начал проектировать истребитель И-190 с мотором М-88, представлявший собой дальнейшее развитие И-153. Заранее предполагалось, что второй экземпляр И-190 будет оснащен турбокомпрессором.

11 августа 1939 г. нарком авиапромышленности М. М. Каганович направил письмо № 976сс начальнику Первого Главного управления Лукину, директору завода № 1 Воронину и главному конструктору Поликарпову:

«В дополнение к моему приказу № 225сс от 4-8-39 г. сообщаю вам для использования тактико-технические данные самолетов, строящихся на заводе № 1.

Первый экз. И-190 с мотором М-88:

максимальная скорость на высоте 6-7000 м 520 к/ч

посадочная скорость 95-100к/ч

дальность нормальная на 0,9 максимальной скорости 600 км

время подъема на высоту 8000 м 8 мин

С самого начала 1933 г., параллельно с разработкой истребителя И-15, Н. Н. Поликарпов в инициативном порядке проектировал еще один самолет — истребитель И-16. Как уже упоминалось выше, Николай Николаевич сделал его первые наброски, находясь в ЦАГИ, в мае-июле 1932 г. Предварительный вариант эскизного проекта был готов к концу 1932 г. Рассматривая пути снижения аэродинамического сопротивления, он пришел к выводу о возможности создания истребителя-моноплана с максимальной скоростью свыше 400 км/ч. Напомним, что в 1930–1932 гг. истребители еще только достигли скорости 300 км/ч.

На чем основывались его расчеты? Отработанное и внедренное в практику отечественного и мирового самолетостроения хорошее капотирование мотора, отказ от подкосов, расчалок, стоек, начавшееся внедрение убираемого шасси позволяли резко улучшить аэродинамику самолета. В этих условиях одним из основных источников сопротивления становилось трение воздуха. Трение зависит от многих факторов, в том числе и от площади омываемой поверхности. Поэтому следующим логическим шагом явилось уменьшение площади крыльев, что повышало удельную нагрузку на них, а также площади поверхности фюзеляжа за счет уменьшения его длины. Эти соображения и обусловили малые размеры проектируемого самолета: размах 9 м, длина 6 м.

Появление двигателей с приводными центробежными нагнетателями и высокой удельной мощностью (мощностью, отнесенной к 1 кг веса мотора) также способствовало успеху разработки. К сожалению, отечественное моторостроение ввиду низкой культуры производства тех лет не смогло завершить доводку многих оригинальных конструкций. Поэтому при проектировании самолета Николай Николаевич был вынужден ориентироваться на перспективные зарубежные двигатели, прежде всего Райт «Циклон» SGR-1820 серий F-3 и F-5.

Организация ЦКБ и его переезд на завод им. В. Р. Менжинского, срочные работы по самолету И-15 (ЦКБ-3) на время отодвинули проектирование нового истребителя. К нему Николай Николаевич вернулся в марте 1933 г. В апреле была завершена проводимая в инициативном порядке разработка первого варианта эскизного проекта с двигателем Райт «Циклон» F-3 или «Циклон» F-5. Самолет имел фюзеляж обтекаемой формы и закрытую кабину летчика со сдвигаемой назад крышкой фонаря. Шасси убиралось. Головки цилиндров двигателя закрывало кольцо Тауненда. Командование ВВС было ознакомлено с характеристиками проектируемого самолета, но не проявило к нему большого интереса, так как большие надежды возлагались на разрабатываемый в ЦАГИ истребитель И-14.

В ноябре 1932 г. специальная комиссия ВВС осмотрела макет И -14. К середине мая завершилась постройка первого экземпляра самолета. Председателем комиссии Главка по приемке его на испытания назначили Н. Н. Поликарпова. Как вспоминал один из ветеранов КБ В. И. Тарасов, Павел Осипович Сухой очень нервничал, услышав об этом.

Н. Н. Поликарпов, числившийся его заместителем по конструкторской бригаде, прекрасно знал все достоинства и недостатки машины и при желании мог «зарубить» передачу истребителя на испытания. Сухой встретил Поликарпова на аэродроме.

— Как Вам машина, Николай Николаевич? — спросил Сухой.

— Ничего машина, — односложно отвечает Поликарпов.

— А крыло мы сделали с металлической обшивкой, хотя и гофрированной. Как Вам крыло?

— Ничего крыло.

Сухой подводит гостя к шасси.

— Вот видите, шасси мы сделали убирающимся. Как Вам шасси? — спрашивает Павел Осипович.

— Ничего шасси, — слышится в ответ спокойный голос Поликарпова.

Сухой сажает Поликарпова в кабину, показывает расположение оборудования и приборов.

— Как Вам кабина, Николай Николаевич, как обзор, что видно?

— Да ничего из нее не видно, — невозмутимо отвечает Поликарпов и после этого так же невозмутимо подписывает акт о допуске самолета к первому полету.

Выпущенный на испытания И-14 имел цельнометаллическую конструкцию, но своеобразную, свойственную переходному периоду в развитии отечественной авиации. Лонжероны крыла были ферменные из труб, нервюры, шпангоуты из профилей. Фюзеляж и киль имели гладкую металлическую обшивку, крыло и оперение — гофрированную. Длина самолета равнялась 6,1 м, размах крыла — 11,2 м, площадь крыла — 16,8 кв. м, но омываемая площадь крыла из-за гофра была значительно больше. Двигатель Бристоль «Меркур» VS2 закрывал капот НАКА. Фонарь кабины не сдвигался, летчик попадал в нее через откидную крышку и боковину фонаря. Самолет предполагалось вооружить двумя динамореактивными пушками АПК-37, но к первому полету они установлены не были.

27 мая 1933 г. летчик К. А. Попов поднял И-14 в воздух. Результаты первых полетов были обескураживающими. Наблюдался перегрев мотора, детонация, шасси убирались плохо, управление было тугим, а самолет неустойчивым. Выявился ряд других недостатков в конструкции. В итоге 17 июля 1933 г. заводские испытания были прерваны и самолет возвратили в ЦАГИ для доработок. Испытания возобновились 30 сентября 1933 г., но продолжались они недолго: 25 октября 1933 г. И-14 вновь вернули в ЦАГИ для устранения выявленных недостатков.

Неудачное начало заводских испытаний И-14 показало, что процесс доводки конструкции может потребовать много времени без твердой гарантии его успешного завершения. В этих условиях руководство ВВС было вынуждено выдать задание Н. Н. Поликарпову на проектирование альтернативного скоростного истребителя-моноплана И-16.

Начальник бригады крыла, а впоследствии главный конструктор авиационной и ракетной техники Дмитрий ЛюдвиговичТомашевич вспоминал:

«Компоновка И-16 была необычной для всего мира. Николай Николаевич сам научил и дал мне изучить особенности низкого размещения крыльев, и на И-16 были реализованы меры, ликвидирующие отрицательные свойства низкоплана».

В июне 1933 г. была завершена разработка эскизного проекта самолета, получившего «фирменное» обозначение ЦКБ-12. В его конструкции предполагалось использовать двигатели Райт «Циклон» SGR-1820 F-3 или F-5. Тип капота первоначально еще не был окончательно определен. Рассматривалось кольцо Тауненда, с которым максимальная скорость полета достигала значения 395 км/ч на высоте 3000 м, а также капот НАКА — максимальная скорость полета 415 км/ч на той же высоте. Несмотря на ожидаемые высокие летные характеристики истребителя с моторами указанного типа, начальник ВВС Алкснис дал указание спроектировать еще один его вариант с менее мощным и высотным мотором М-22. При этом, разумеется, летные характеристики И-16 ухудшались. Самолет мог развить у земли максимальную скорость 345 км/ч, а на высоте 3000 м — 320 км/ч. С одной стороны, такое желание было продиктовано стремлением обеспечить новый истребитель мотором, уже освоенным нашей промышленностью. С другой стороны, на этом решении сказалось и давление А. Н. Туполева, предпринятое, чтобы «развести» по разным направлениям целевого назначения истребители И-14и И-16.