Важным этапом в «жизни» И-5 стали войсковые испытания. Их проводили в 73-м авиаотряде 5-й авиабригады в Киеве. В ноябре 1930 г. туда доставили пять И-5 (три летных и два резервных). Резерв оказался не лишним, поскольку машину № 8 в ходе испытаний разбили. Полеты велись с 28 ноября 1930 г. по 24 января 1931 г. На аэродроме уже лежал снег, поэтому И-5 летали на лыжах.
Новый истребитель получил у строевых летчиков положительную оценку. Отмечалось, что взлет и посадка просты, самолет может использоваться с небольших площадок, обладает хорошей маневренностью, устойчив в полете с работающим мотором и на планировании, легок в управлении (нагрузки на рули невелики), неплохо пикирует. Не вызвал И-5 резких возражений и у наземного состава – доступ к основным узлам машины был достаточно прост. Даже сложный капот мотора и тот полностью снимался всего за 8 минут.
Разумеется, обнаружились и недостатки. Значительная часть их была связана с винтомоторной установкой. В отчете о войсковых испытаниях указано, что свечи не выдерживают длительной работы, проводку к ним «забрасывает» маслом, выхлопные газы проникают в кабину летчика, неудачно размешен бензонасос. Кое-какие претензии предъявлялись и к планеру. Например, выявились вибрации коробки крыльев и передней части фюзеляжа при работе двигателя на режимах 1200-1400 об/мин. Из-за вибраций разбалтывался капот мотора. Слабым («жидким», как записано в отчете) оказался пол кабины. Недостаточно прочными сочли также кок винта, обтекатель осей шасси, тяги и амортизаторы. Не понравился летчикам и мутный целлулоид козырька, а вырез в центральной части верхнего крыла, по их мнению, был недостаточен для улучшения обзора вперед.
Однако все эти замечания не испортили общего хорошего впечатления, и итогом войсковых испытаний стало заключение: «Самолет И-5 может быть принят на снабжение ВВС».
Параллельно другие самолеты установочной серии проходили статические испытания в ЦАГИ и опробовались в НИИ ВВС. Там тоже обратили внимание на ряд недостатков, отмстив, например, недостаточную жесткость бортов кабины, попадание в последнюю выхлопных газов, вибрацию машины, причем также и в диапазоне 1400-1600 об/мин. Всего в НИИ ВВС отметили 54 дефекта, включая столь экзотично воспринимаемое сейчас замечание: «Баллон сжатого воздуха мешает управлять педалями в валенках».
И-5 сравнивались с состоявшими в то время на вооружении И-3, И-4 и имевшимся в НИИ ВВС французским истребителем SPAD51C1. С ними проводились учебные бои, в ходе которых И-5 продемонстрировал свое превосходство. Правда, по отношению к французской машине это преимущество описывается в отчетах как «незначительное», что не делает чести И-5 – ведь SPAD51C1 у наших соседей поляков состоял на вооружении еще с 1925 г.
Решено было внедрить И-5 в массовое производство, выпустив за 1931-1932 гг. 269 самолетов этого типа. Для серии выделили завод № 1, занятый в то время производством истребителей И-3. Пытались внедрить его и на заводе № 22 вместо И-4, но этому помешала загрузка завода производством бомбардировщика ТБ-1. К концу 1932 г. хотели иметь в строю ВВС 200 И-5, чуть позже эту цифру увеличили до 250.
Завод № 39, получивший к тому времени имя уже покойного В. Р. Менжинского, стал базой объединенного ЦКБ, в который вошли почти всс конструкторские коллективы авиапромышленности, в том числе и группа, спроектировавшая И-5.
Серийные машины, выпущенные заводом N? 1 в 1931 г., практически не отличались от истребителей малой серии завода N? 39. Часть из них по- прежнему имела французские моторы, но на некоторых установили М-22 советского производства. Серийные самолеты были тяжелее опытных и поэтому несколько проигрывали последним по скороподъемности, потолку и времени разворота. Реальные масштабы выпуска И-5 на заводе № 1 намного уступали плановым. За год завод изготовил всего 66 истребителей, сдав из них военным 53. Например, за октябрь и первую половину ноября из цеха вообще не вышло ни одного И-5.
В этом же 1931 г. началось освоение И-5 в частях ВВС. 1 мая И-5 впервые были показаны на воздушном параде над Москвой. Над Красной площадью летали, демонстрируя высший пилотаж, А. Б. Юмашев и А. Ф. Анисимов. Возглавлял группу И-5 начальник ВВС РККА Я. И. Алкснис на ярко-красном «Климе Ворошилове», который стал его личным самолетом. С тех пор несколько лет подряд авиационные парады открывала пятерка красных И-5, которую вел Анисимов, выдающийся мастер пилотажа (он был испытателем в НИИ ВВС). К 1 октября 1931 г. в ВВС было уже 54 И-5.
Заботясь о подготовке кадров на новой технике, 27 мая 9-й школе летчиков передали фюзеляж от И-5 и несколько моторов М-22, В июле 1931 г. состоялся смотр авиации, на который прибыли Сталин, Орджоникидзе и другие крупные руководители. Среди других машин на Центральном аэродроме им показали И-5. Чкалов и Анисимов с блеском продемонстрировали их в воздухе, произведя большое впечатление на присутствующих.
Результаты смотра сказались довольно быстро. В конце месяца решением коллегии ОГПУ многих заключенных конструкторов выпустили на свободу, а Поликарпову изменили наказание, заменив «высшую меру» десятью годами лагерей, но уже в июле постановлением ВЦИК освободили, не отменив, однако, приговора (его «за отсутствием состава преступления» аннулировал лишь Верховный суд в 1956 г., много лет спустя после смерти конструктора, умер Н. Н. Поликарпов в 1944 г.).
