А.Г.Брунова и летчика-испытателя А.И.Жукова. Так как поставку АМ-38Ф задержали, на И-220 №01 первоначально установили мотор АМ-38, с которым он совершил первый вылет 26 декабря 1942 г. Однако после полета самолет пришлось отправить в цех для замены силовой установки, так как вышел из строя нагнетатель мотора, а в масле была обнаружена стружка.
После получения двигателя АМ-38Ф его установили на самолет 8 января 1943 г. Кроме того, в процессе ремонта, который продлился до 1 февраля, на машине усилили центроплан и провели ряд других доработок. Возобновившиеся 7 февраля полеты в основном были направлены на отработку шасси, так как поначалу оно не хотело убираться. В середине марта приступили к определению основных характеристик самолета. Предварительные испытания показали, что И-220 имеет большие перспективы. Даже с мотором АМ-38Ф самолет обладал большой скоростью и скороподъемностью, благодаря чему с успехом мог быть противопоставлен практически любому истребителю на высотах до 5000 м. Максимальная скорость на номинальном режиме составила 576 км/ч у земли и 624 км/ч на высоте 2650 м. Высоту 3000 м самолет набирал за 2,5 мин, а 5000 м за 4,6 мин.
В апреле был получен первый опытный мотор АМ-39 №3900. Двигатель АМ-39 потребовал установки на И-220 водорадиатора дополнительного контура для охлаждения воздуха, поступающего из нагнетателя в цилиндры мотора. Место для установки дополнительного водорадиатора было изначально предусмотрено в левой части центроплана (при установке двигателя АМ- 38Ф его просто заглушали).
Первый вылет И-220 №01 с АМ-39 состоялся 25 мая 1943 г., а в июле, после отладки ВМГ, приступили к определению основных летных характеристик с новым мотором. На испытаниях И-220 с АМ-39 достиг на боевом режиме скорости 614 км/ч на высоте 2700 м (первая граница высотности) и 697 км/ч на 7800 м (вторая граница высотности). Высоту 5000 м самолет набирал за 4,5 мин, а 8000 м за
8,2 мин. 21 августа 1943 г. испытания ненадолго прервались, так как самолет потерпел аварию. При заходе на посадку не вышла левая стойка шасси, и летчику-испытателю А.И.Жукову, после нескольких безуспешных попыток ее выпустить, пришлось сажать машину на одно колесо. Посадка была выполнена мастерски, самолет получил минимальные повреждения, после чего его отправили в ремонт.
Кроме этого, в процессе испытаний самолет И-220 №01 приходилось пять раз заводить в цех для замены двигателей АМ-39. Последние были еще в опытном варианте и имели множество конструктивных недостатков, которые мешали их нормальной эксплуатации на самолете – выход из строя вследствие появления стружки в масле, выброс масла из-под вала редуктора, уход масла в картер и большая теплоотдача. В связи с этим 27 сентября было дано указание заменить опытный мотор АМ-39 на серийный АМ-38Ф.
После смены силовой установки 1 октября 1943 г. полеты возобновились. Однако 2 октября заводские испытания пришлось завершить, так как после вынужденной посадки самолет И- 220 №01 потерпел аварию, и его вновь отправили в ремонт. По результатам испытаний было принято решение после ремонта передать истребитель на государственные испытания первоначально также с мотором АМ-38Ф с последующей заменой на АМ-39, так как последний еще нуждался в доработке.
Между тем в опытном производстве полным ходом шла сборка второго экземпляра И-220, который предполагали вывести на аэродром 4 декабря 1943 г. Первоначально машину также планировали передать на испытания с мотором АМ-38Ф с заменой в дальнейшем на АМ-39. По существу И-220 №02 являлся эталоном для серийного производства, поэтому на нем были устранены многие конструктивные недостатки, выявленные на И-220 №01 в процессе испытаний. Основным внешним отличием машин были главные стойки шасси. На И-220 №02 они были выполнены с внешними полувилками, что позволяло в отличие от И-220 №01 производить смену колес без демонтажа щитков шасси.
После ремонта И-220 №01 передали в НИИ ВВС на госиспытания, которые проходили в период с 22 октября 1943 г. по 2 января 1944 г. Ответственными за их проведение назначили ведущего инженера А.С.Розанова и летчика-испытателя П.М.Стефановского. Максимальная скорость самолета с мотором АМ- 38Ф на номинальном режиме составила 572 км/ч у земли и 622 км/ч на высоте 2600 м, а на боевом режиме 608 км/ч и 652 км/ч соответственно. По отзывам ведущего летчика и летчиков облета, самолет И-220 был прост в пилотировании, обладал высокими летными характеристиками и мощным вооружением. В акте по испытаниям было отмечено, что даже с двигателем АМ-38Ф летные данные И- 220 до высоты 3500 м выше летных данных всех опытных самолетов, прошедших госиспытания в НИИ ВВС. Установка мотора АМ-39 еще больше расширяла возможности самолета. В связи с этим военные просили ускорить доводку этих моторов и предъявить И- 220 с АМ-39 на государственные испытания.
К основным недостаткам самолета в НИИ ВВС отнесли выявленные на испытаниях незначительный бафтинг хвостового оперения и явление сваливания на крыло при полетах на больших углах атаки. В связи с этим после возвращения 8 февраля 1944 г. из НИИ ВВС на И-220 №01 провели специальные испытания с целью определения этих недостатков. 14 февраля летчик- испытатель А.П.Якимов приступил к выполнению намеченной программы.
В процессе испытаний было установлено, что бафтинг, выражающийся в легких ударах по оперению, возникал на посадке при парашютировании на приборной скорости 180-175 км/ч. Кроме того, бафтинг появлялся и в горизонтальном полете на приборной скорости 250-260 км/ч и ниже при полностью открытых заслонках водорадиатора. Для изучения бафтинга при парашютировании также был сделан ряд исследовательских полетов на И-220 №02, где это явление было выражено более ярко. После переделки на машине зализов центроплана бафтинг больше не возникал.
Сваливание на правое крыло в обязательном порядке происходило при резком добирании ручки управления на посадке. При плавном доборе ручки стремление к сваливанию выражалось значительно меньше. После снятия центральной части посадочных щитков тенденция к сваливанию значительно уменьшилась, а при посадке без перетягивания ручки управления совершенно отсутствовала. Выполнив программу испытаний, 8 марта 1944 г. И-220 №01 завели в цех для установки серийного мотора АМ-39.
10 мая машину передали для проведения дополнительных заводских испытаний с целью проверки и доводки ВМГ, а также для определения летных данных после установки серийного мотора АМ-39 №45302. Испытания проводили ведущий инженер А.Г.Брунов и летчик-испытатель А.П.Якимов. Максимальная скорость самолета на боевом режиме работы мотора составила 625 км/ч на высоте 2700 м (первая граница высотности) и 695 км/ч на высоте 7500 м (вторая граница высотности) . В целом дополнительные испытания, завершившиеся 28 июня 1944 г., подтвердили полученные ранее результаты, что дало основание передать самолет на госиспытания. Стоит отметить, что к этому времени все четыре пушки ШВАК (СП-20) были включены в нормальную полетную массу истребителя И-220, при этом боезапас составлял по 100 патронов на пушку.
Государственные испытания И-220 №01 с мотором АМ-39 начали в ГК НИИ ВВС 14 июля 1944 г. Ответственными за их проведение назначили ведущего инженера В.И.Алексеенко и летчика-испытателя
