Головной московский авиазавод № 39 получил на 1934 г. план изготовления 50 И-16 с двигателями М- 22. Здесь же, при заводе, в помещениях ЦКБ шла конструктивная доработка машины, велась подготовка технической документации для осуществления полномасштабного серийного производства.
Самолеты, выпускаемые авиазаводом № 39, получали обозначение в соответствии с порядковым номером ЦКБ. В течение 1934 г. здесь выпустили запланированные 50 И-16, имеющие серийные номера с 123901 по 123950 (что означало - ЦКБ-12 завода № 39 номер такой-то: 12-39-ХХ). В 1935-1936 гг. московский завод выпустил еще 8 машин (по четыре экземпляра ежегодно), закончив на № 123958. Конечно, указанные И-16 вовсе не являлись дублированием опытного экземпляра с М-22. Более того, в это количество входили и опытные самолеты, которые разрабатывались в бригаде Поликарпова.
Авиазавод № 21 им. Енукидзе (с 1935 г. им. Орджоникидзе) в Нижнем Новгороде включиться в немедленное освоение нового истребителя по целому ряду объективных причин не смог. Достаточно сказать, что 21 -й завод полноценно начал функционировать в 1932-м и только двумя годами позднее становился крупномасштабным предприятием. В 1934 г. доля молодого, недостаточно обученного персонала в возрасте 18-22 лет составляла на заводе свыше 70%! И тем не менее здесь уже два года велось производство истребителей И-5, в начале 1934 г. начали осваивать ХАИ-1 и И-14. Той же весной начали поступать материалы и техдокументация на И-16.
В соответствии с приказом ГУАП за № 1106-со от 11 июня 1934 г. завод № 21 получил задание до конца года внедрить в крупносерийное производство И-16 М-22. Интересно, что еще в начале года предприятию выдали задание на 250 таких машин, затем директор завода
Е.И. Мирошников смог убедить руководство и добился снижения объема заказа до 80 экземпляров. Июньский приказ Главка вновь установил заводу увеличенную программу - сдать до конца года 225 И-16! И это при условии, что в силе оставалось задание на 3 ХАИ-1 и 300 штук И-5. Однако И-14 с программы снимался, его изготовление передали иркутскому заводу № 125.
Официально к работе по новой машине в Нижнем Новгороде приступили только 17 июля. Естественно, что при жестком плане по выпуску И-5 осуществить грандиозные замыслы руководства здесь не смогли. Впрочем, за означенный период с помощью бригады № 2 ЦКБ удалось разработать полный комплект рабочих чертежей, подготовить технологическую оснастку и освоить новые трудоемкие технологии, например сварку крыльевых лонжеронов.
И-16 М-22 стал на заводе № 21 четвертым типом выпускаемой продукции после И-5, ХАИ-1, И-14, поэтому получил обозначение тип 4. Эти самолеты выпускались заводом в течение 1934-1935 гг., суммарный их выпуск составил 505 экземпляров. С учетом однотипных аппаратов, выпущенных в Москве, общее количество построенных И-16 М-22 можно оценить в 555 экземпляров. Кстати, новая система обозначения типов начала действовать на заводе № 21 именно в период внедрения И-16. Причем поначалу, при оформлении техдокументации, иногда об этом забывали. Например, в ноябре 1934 г. упоминается сданный И-5 № 121633 (головной самолет 19-й серии, оснащенный тормозными колесами), а в соседнем документе следующий И-5 пишется без упоминания типа - № 21634.
Первые И-16 тип 4 производства авиазавода № 21, предъявленные к сдаче в ноябре-декабре 1934 г., имели множество недостатков, поэтому немилосердно браковались приемщиками (до конца года удалось сдать 41 машину). В основном недостатки были знакомые - капризная уборка шасси и отказы вооружения. 4 октября 1934 г.
И-16 тип 4 в полете. Самолет отличается отсутствием боковых створок на кабине пилота, что нехарактерно для этого типа, на котором была оборудована только левая откидная створка.
начались специальные испытания головного И-16 № 4211, целью которых явилось определение надежности нового подъемного механизма шасси, разработанного инженерами заводского ЧКБ А.А. Боровковым и И.Ф. Флоровым. От завода присутствовали ведущий инженер Куприянов и летчик-испытатель Павлушев, от НИИ ВВС - ведущий инженер Воеводин и летчик-испытатель Коккинаки. Признавалось, что на повышенной скорости свыше 200 км/ч поднять шасси чрезвычайно трудно.
В итоге силами коллектива завода № 21 кинематику уборки шасси доработали, в последующем она действовала практически безотказно и без изменений просуществовала на всех типах И-16 до прекращения производства. А в ноябре 1934 г. в период «шассийных» проблем по предложению Боровкова и Фролова построили И-16 № 4217 с не-убираемыми колесами, заключенными в широкие обтекатели («штаны»). К достоинствам этого варианта относили несложную установку обтекателей в строевых частях и возможность удачного сочетания в комплекте с неубираемы-ми лыжами. Самолет пытались сдать военной приемке с первой партией из 15 самолетов в счет годовой программы, однако неожиданно машиной заинтересовались и рекомендовали направить ее для прохождения госиспытаний.
Испытания И-16 № 4217 проходили в НИИ ВВС в октябре 1935 г. От завода летал летчик Алтынов, от НИИ ВВС - испытатель Стефановский. Неубираемое шасси на И-16 получило положительную оценку. Самолет в «штанах» имел заметно более высокую устойчивость на фигурах при выполнении пилотажа, кроме того, налицо было снижение полетного веса. В выводах по результатам испытаний указывалось, что выпускать самолеты в таком виде целесообразно. Впрочем, в 1935 г. многие упомянутые проблемы благополучно разрешились и в серии строились только машины с убираемым шасси.
Характерной особенностью И-16 стало его изначальное вооружение новейшим пулеметом ШКАС калибра 7,62 мм. Этот пулемет, разработанный в 1932 г. оружейниками Шпитальным и Комарицким, обладал самой высокой в мире скорострельностью - 1800 выстрелов в минуту. ШКАС запустили в производство почти одновременно с И-16 в 1934 г., и поначалу он обладал многочисленными дефектами, которые приходилось устранять уже в процессе эксплуатации. Хотя новый пулемет оценивался дороже в пять раз освоенного промышленностью ПВ-1 (в 1934 г. стоимость ШКАСа определяли в 5000 рублей), по весу он был в полтора раза легче, а по скорострельности стоил двух старых пулеметов.
Первоначально ШКАСы, установленные в крыльях, давали при стрельбе много отказов. Причина заключалась в том, что конструкторы самолета установили пулемет в перевернутом положении - так оказалось удобнее конструктивно увязать его в тесном пространстве центроплана. Сложная механика, находясь «вверх ногами», давала сбои, оружейники, опомнившись, запротестовали, но дело было сделано, и первые И-16 выпуска 1934 г. так и летали с капризным вооружением. Впоследствии этот недостаток устранили, и ШКАСы, установленные «правильно», работали более надежно.
Учебно-тренировочный УТ-2 № 8211 во время испытаний в мае 1935 г.
Еще весной 1934 г. в ЦКБ разработали четырехпулемет-ный штурмовик ЦКБ-18 с увеличенным до 10 метров размахом крыла. Вооружение состояло из 4 крыльевых пулеметов ШКАС (в другом варианте - 4 ПВ- 1), линия стрельбы которых проходила вне диска вращающегося винта. Кабина пилота имела бронезащиту. Предусматривалась установка держателей ДЕР-32 для подвески четырех 25-кг бомб. Расчетный потолок составил 7200 м, время набора высоты 5000 м - 12,5 мин, максимальная скорость у земли снизилась на 9 км/ч.
По причине отсутствия поддержки со стороны ВВС ЦКБ-18 развития не получил. Считалось, что для использования в качестве штурмовика более соответствует двухместный биплан ДИ-6.
Помимо освоения истребителя перед заводскими конструкторами была поставлена задача создания его двухместного учебно-тренировочного варианта. Такой двухместный И-16 с двигателем М-22, обозначенный УТ-2 № 8211, предъявили на испытания в мае 1935 г. Машина имела полностью закрытые общим фонарем кабины пилотов. Испытания УТ-2 № 8211 провели в период с 1 июля по 16 августа 1935 г. Полетный вес составлял 1370,5 кг, вес пустого 970,3 кг, полетная центровка - 31,3% САХ, максимальная скорость у земли - 349 км/ч, посадочная скорость - 127 км/ч. Самолет предлагалось совершенствовать и далее использовать для переучивания на И-16.
Учебно-тренировочный истребитель УТИ-2 М-22 с убираемым шасси. 1937 г.