Поликарпов предлагал осуществить летом 1926 г. на ИЛ-3 дальний перелет по маршруту Москва- Париж (летчики Филиппов или Громов), но он не состоялся.
На заводе № 1 вовсю шла постройка войсковой серии ИЛ-3 и разворачивалось производство первого из заказанных 25 экземпляров. Комиссия под председательством Межераупа, обследовавшая опытное самолетостроение, указала в отчете, что к 1 апреля 1926 г. на ГАЗ № 1 построен и проходил испытания один истребитель, заканчивалась сборка 2 машин, изготовлены 3 комплекта крыльев и 6 фюзеляжей. Первые два самолета (с заводскими номерами 2888 и 2889) — головные серийные — носили обозначение ИЛ-3, последующие, выпускаемые с лета 1926 г. и оснащенные двигателями М-5, получили обозначение И 1-М5 или И-1.
К марту 1926 г. завершилась разработка проекта улучшенной модификации ИЛ-3 — истребителя ИЛ-4 (первый вариант эскизного проекта был готов еще в сентябре 1925 г.). Его фюзеляж-монокок обтекаемой формы предполагалось выклеить из березового шпона. Вопрос о его постройке был отложен до завершения государственных испытаний ИЛ-3.
С конца 1924 г. опытный отдел завода № 1 под руководством Н. Н. Поликарпова проводил работы по созданию двухместных модификаций ИЛ-400б, часть из которых выполнялась в инициативном порядке, а часть — в рамках других заданий. Так появились проекты металлического разведчика РЛ-400, одного из вариантов бронированного штурмовика ОЛ-1 «Боевик», двухместного истребителя 2ИЛ-400. При создании этих машин Николай Николаевич делал упор на стандартизацию.
Делались расчеты и предварительные проекты одноместных модификаций ИЛ-400б с различными двигателями.
Испытания ИЛ-3 прерывались разными нелепыми происшествиями. В итоге 4 июня 1926 г. в НИИ на испытания предъявили второй экземпляр с заводским номером 2889. Но к тому времени ЦАГИ, которому НТК ВВС передал для проверки расчеты ИЛ-3, счел прочность конструкции самолета недостаточной. Проведение государственных испытаний было приостановлено.
В заключении ЦАГИ указывалось, что ИЛ-3, спроектированный по нормам прочности 1925 г., удовлетворяет им только при условии учета фанерной обшивки крыльев, что, по мнению ЦАГИ, неправильно. Поликарпов не был согласен с этим. Другой причиной разногласий явился вопрос о законе распределения нагрузки по размаху крыла. ЦАГИ принимал ее равномерной по всему размаху крыла. На самом деле значение подъемной силы, отнесенной к единице длины крыла, уменьшается к концам. С учетом этих факторов заключение ЦАГИ о прочности крыла ИЛ-3 не являлось достаточно обоснованным.
После обсуждений и споров НТК принял решение о необходимости проведения статических испытаний истребителя. Для этой цели была сформирована специальная комиссия из представителей промышленности, НТК и НИИ ВВС. Статические испытания самолета с заводским номером 2890 начались 21 июля и продолжались до 19 октября 1926 г. Их результаты обсуждались на нескольких заседаниях НТК 16, 20 сентября, 18 ноября. Выяснилось, что фюзеляж, оперение и шасси удовлетворяют нормам прочности, крыло выдерживает вместо 12-кратной перегрузки только 10-кратную. Поликарпов не соглашался с методикой проведения испытаний, предусматривающей равномерную нагрузку по размаху крыла. Тем не менее было принято решение, что самолет И1-М5, как недостаточно прочный, не может быть принят на вооружение (хотя речь шла о проведении летных испытаний). Однако, учитывая, что к этому времени завод № 1 уже построил 12 машин, сочли возможным использовать их в качестве тренировочных, уменьшив нагрузку, но предварительно провести полный цикл испытаний в НИИ ВВС.
Следует обратить внимание на следующий факт. Истребитель И-2 Д. П. Григоровича имел такую же прочность, что и И-1, но при худших летных характеристиках. Однако НТК рекомендовал продолжить работы над ним. Следовательно, прочность являлась лишь поводом для прекращения постройки И-1.
Центровка серийных истребителей И-2 была слишком задней, доходившей до 42 % САХ, а летные качества, в том числе последней модификации И-2бис, были ниже опытных и не отвечали требованиям, предъявляемым к боевым самолетам. Поэтому ВВС смотрели на эту машину как на тренировочную. В 1927 г. помощник начальника НИИ ВВС по технической части Е. К. Стоман давал ей такую оценку:
Конечно, ввиду высоких летных характеристик самолета И1-М5 было бы целесообразней еще летом 1926 г. испытать его с уменьшенной нагрузкой, а параллельно дать задание на разработку мер по усилению или на проектирование нового более прочного крыла. Но имелся ряд причин, побуждавших ВВС сознательно затягивать начало государственных испытаний ИЛ-3, а затем отказываться их проводить под предлогом недостаточной прочности.
1) Схема моноплана не встречала единодушного одобрения у руководства ВВС.
2) Делалась ставка на истребитель И-2.
3) Машина, разработанная в 1923 г., не имела к концу 1926 г. больших перспектив развития.
4) Возлагались большие надежды на проектируемый в ЦАГИ с осени 1925 г. цельнометаллический самолет И-4 с более мощным двигателем «Юпитер».
Несмотря на такое отношение к И-1, Поликарпов не прекращал работу над ним. Выполняя указание НТК, с 1 декабря 1926 г. к заводским, а затем государственным испытаниям в НИИ ВВС на ГАЗ № 1 начали готовить истребитель И 1-М5 с заводским номером 2891. На машину вместо мотора М-5 установили «Либерти». 3 декабря самолет выкатили из сборочного цеха. Центровка составляла 37,5 % САХ.
Первый этап заводских испытаний И-1 № 2891 проводил с конца декабря 1926 г. А. И. Жуков. «
В феврале 1927 г. к заводским испытаниям подключился М. М. Громов. Он выполнил полеты и с уменьшенным по площади рулем направления. После полета 28 февраля 1927 г. Громов дал такой отзыв о летных качествах истребителя:
