использовали увеличенный 9-дюймовый маслорадиатор. Установлен он был на новом месте, под капотом двигателя. Несколько изменился и сам капот, в лобовой части которого прорезали дополнительные окна охлаждения. Кроме этого, увеличили диаметр задней кромки капота, что позволило повысить интенсивность проходящего воздушного потока, охлаждающего двигатель.
Государственные испытания головного серийного И-153 № 6540 с двигателем М-63 начались 21 января 1940 г. Именно в этот день самолет стартовал с Ходынского аэродрома и перелетел в Щелково для проведения полетов. Испытания проводились на лыжном шасси вплоть до схода снега 31 марта. Полученная максимальная скорость 431 км/ч расценивалась как недостаточная. Недобор ожидаемых более высоких показателей отнесли за счет установки лыж (хотя и убираемых) и неудовлетворительной регулировки карбюратора. Впрочем, все участники событий понимали, что схема биплана себя исчерпала и надеяться на значительное повышение полетной скорости не следует.
В остальном испытанный образец не имел каких-либо отличий от ранее опробованных И-153. Поэтому на нем провели ресурсные испытания - различные летчики НИИ ВВС выполнили на № 6540 более 1500 фигур высшего пилотажа. Летали и на штопор - эта головная боль беспокоила создателей самолета уже в течение года.
Долгие годы считалось, что самый опасный самолет по части штопора - истребитель И-16. Да, действительно, «ишачок» срывался в штопор при потере скорости почти немедленно, однако и выводился в нормальный полет из этой рискованной фигуры пилотажа практически идеально. Что касается другого поликарповского истребителя И-153, то о его штопорных способностях подобных слухов не имелось. С одной стороны, понятно, какие сюрпризы может преподнести освоенный и много раз испытанный биплан. Тем более что в оценке техники пилотирования И-153 значилось: «Самолет парашютирует хорошо. При взятой ручке «на себя» и убранном газе стремления свалиться на крыло нет, тенденций к срыву в штопор также нет. Скорость на парашютировании 110-120 км/час». Однако проверка на штопор была обязательной, тем более что при резком пилотировании, при передирании ручки управления «Чайка» в штопор входила. А вот выходить в нормальный полет не желала, что было сразу отмечено летчиками-испытателями.
Во время войсковых испытаний И-153 с М-25В в марте-апреле 1939 г. в Баку Управление ВВС обратило особое внимание на проведение штопорных испытаний. Однако тогда этот вопрос не нашел разрешения. Лишь летом 1939 г., когда новый истребитель участвовал в боевых действиях в Монголии, в НИИ ВВС продолжилась проверка всех полетных возможностей И-153. Поступивший к военным испытателям самолет № 6019 с двигателем М-62 и воздушным винтом фиксированного шага (ВФШ) решили одновременно со снятием летных характеристик проверить на штопор.
Результаты этой проверки оказались ошеломляющими - уже на третьем витке И-153 переходил в пологий штопор с неустановившимся характером вращения. Обычно на пятом витке останавливался мотор, после чего вывод машины в нормальный полет становился крайне затруднительным. Попытка выпускать шасси и тем самым смещать центр тяжести вперед не помогала, «Чайка» выходила из вращения со значительным, до 10-12 витков, запаздыванием. Ситуация складывалась весьма неприятная. Производство самолетов нарастает, они уже идут в войска, а проблема безопасных на них полетов, оказывается, до сих пор не решена.
Осенью 1939 г. приказом наркома авиапромышленности создается комиссия на заводе № 1 в составе конструктора Н. Поликарпова, бригадного инженера И. Петрова и специалиста по штопору профессора А. Журавченко. В результате работы комиссии и проведения полетов в ноябре родилась «Инструкция по технике пилотирования И-153 с М-62». Инструкция подробно описывала все действия пилота в полете и на земле, а в самом ее интересном месте было записано: «Штопор на самолете И-153 полностью не изучен. Предварительные испытания выявили отрицательные штопорные свойства самолета. Выполнять штопор на самолете И-153 М-62 с целью тренировки запрещается».
Удовлетворить кого-либо такие выводы, естественно, не могли, поэтому в начале 1940 г. для продолжения злополучных исследований выделили очередной самолет - № 6566. По сравнению с предыдущими машинами № 6566, по мнению летчиков, отличался более тщательным изготовлением, окраской и отделкой. И-153 № 6566 стал тяжелее за счет усиления конструкции, установки инерционного стартера (РИ) и воздушного винта изменяемого шага. Полетный вес самолета составил 1853 кг.
29 февраля 1940 г. на этой «Чайке» начал летать летчик Кубышкин, а закончил полеты 13 мая капитан Прошаков. Исследуя все возможные варианты поведения самолета в воздухе, летчики определили: «Вывод из штопора производится энергичной дачей рулей в следующей последовательности: сначала дается нога до отказа против штопора и через полвитка-виток (по времени 1-2 секунды) ручка от себя за нейтральное положение. Элероны нейтральны. Малейшее отклонение от этого правила влечет к большим запаздываниям на выходе». В заключении было сказано, что при строгом выполнении «Инструкции» штопор безопасен. Предлагалось разрешить пилотам строевых частей производить тренировку на штопор до 2 витков.
И-153 № 8019 с двигателем М-63. Самолет испытывался на штопор, на его оперении закреплены датчики самописцев отклонения рулей (СОР)
Через непродолжительный промежуток времени «Инструкция» была опробована при испытаниях И-153, оснащенного двигателем М-63. На самолете № 8019 летали на штопор в июне-июле 1940 г. летчики Жуков, Супрун, Кубышкин, Ларюшкин. Они утверждали, что И-153 с мотором М-63 при строгом следовании инструкции имеет возможность безопасного выхода из штопора, с запаздыванием от одного до 1,75 витка после любого числа выполненных до этого витков. Хотя испытуемая машина за счет установки тяжелого двигателя имела более переднюю центровку, улучшения штопорных характеристик при этом отмечено не было. Методика ввода и вывода данного самолета оценивалась одинаково с методикой для самолета И-153 с М-62. «Самолет И-153 с мотором М-63, винтом АВ-1 вполне пригоден для производства тренировочных полетов на штопор в войсковых частях на высоте не ниже 5000 метров».
На этом штопорные испытания, собственно, и закончилась. Все как будто было соблюдено: недостатки определены, как с ними бороться, оговорено. Однако даже много лет спустя старые пилоты при упоминании о штопоре на «Чайке» сокрушенно качали головами и добавляли: «Не хотела выходить…»
В заключение истории со штопором уместно отметить некоторые особенности пилотирования И-153. Уже на рулении пилоту приходилось из-за недостаточности обзора передвигаться «змейкой», энергично работая педалями ножного управления. На взлете И-153 хорошо держал направление, отрывался легко, был возможен взлет без подъема хвоста. На хорошо сбалансированных самолетах можно было летать с «брошенной» ручкой управления. Ввиду хорошей поперечной устойчивости в вираж И-153 входил вяло, при этом был устойчив и не боялся перетягивания ручки. При потере скорости сваливался на крыло с опусканием носа (то есть в штопор не стремился). Происходило это на скорости меньше посадочной, так как на посадке тенденций к сваливанию пилоты не отмечали. Пикировал И-153 устойчиво, скорость набирал медленно. При превышении значения скорости 430 км/ч отмечалась тряска хвостового оперения. При эксплуатации на колесах самолет выполнял посадку на «три точки», при несоблюдении этого условия имел тенденцию к прыжкам за счет жесткой амортизации. Задувание в кабине было небольшое, однако полет без очков считался невозможным. Недостатком считалось отсутствие противопожарной перегородки между пилотом и топливным баком.
Описанные выше работы по доводке И-153 относятся прежде всего к основным серийным машинам, выпускавшимся с двигателями М-62 и М-63. Массовым типом при этом стал И-153 с двигателем М-62 - авиазавод № 1 изготовил 3016-3020 таких машин. Значительно меньше построили И-153 М-63 - 345 экземпляров. Проводившиеся опытные работы касались в основном вариантов вооружения и повышения
