Кроме этого двигатель АЛ-5 № ЗА-165-08 после аналогичной доработки в мае 1951 г. отправили в ЛИИ МАП для проведения испытаний на летающей лаборатории Пе-8 № 42310 с целью определения запаса по помпажу и тензометрирования работы лопаток компрессора. Выполненные в начале июня два полёта показали, что на высотах 8000 м и 10000 м явления помпажа на максимальных оборотах отсутствуют. Однако на высоте 8000 м на взлётных режимах работы двигателя были зафиксированы явления автоколебаний лопатки с максимальной величиной напряжений около 3 кг/мм².
Пока в ОКБ-165 решали проблемы своего двигателя, в опытном производстве ОКБ-155 после доработки киля, стабилизатора и фюзеляжа, проведённой по результатам статиспытаний, 31 мая 1951 г. завершили сборку первого экземпляра И-350. А уже 1 июня машину передали на лётную станцию ОКБ- 155 в ЛИИ для заводских испытаний. В соответствии с утверждённой программой, в ходе их проведения планировалось выполнить 93 полёта, в том числе 13 полётов для подготовки самолёта к воздушному параду, посвящённому Дню Воздушного Флота.
В связи с тем, что после усиления конструкции самолёта статиспытания хвостового оперения были проведены только до 90 % расчётной нагрузки, после чего их пришлось прекратить по техническим причинам, специалисты ЦАГИ дали следующие ограничения для первого экземпляра И-350:
— скоростной напор не более 6200 кг/м² (по расчёту 6600 кг/м²).
— число М не более 1,1 (по расчёту при пикировании М=1,5, в горизонтальном полёте М= 1,15).
Стоит отметить, что на И-350 стоял двигатель АЛ-5 № ЗА-165-12, который, как и АЛ-5 № ЗА-165-14 предназначенный для Ла-190, не был принят военным представительством АТК ВВС но заводе № 165 (ОКБ-165). Отказ в приёмке двигателей военпреды мотивировали тем, что в данные экземпляры были внесены конструктивные изменения в виде установки расширенного соплового аппарата турбины с проходным сечением 1838,3 см². Тем самым они отличались от эталонного двигателя, прошедшего государственные 100-часовые стендовые испытания. А принимать двигатели с таким усовершенствованием без проведения длительных 100- часовых испытаний на надёжность работы, без проверки сохранения основных технических данных в течение гарантированного 100-часового ресурса и без проверки устранения явления помпажа при отрицательных температурах окружающего воздуха военные не могли.
В связи с этим двигатель АЛ-5 № ЗА-165-12 установили на первый опытный экземпляр самолёта И-350 под личную ответственность главного конструктора А.М. Люлька, а на заводе № 165 начали готовить для ОКБ-155 новый двигатель — АЛ-5 № ЗА-165-20.
Приказом МАП от 16 июня 1951 г. для проведения заводских лётных испытаний истребителя И-350 утвердили бригаду в составе лётчика-испытателя Г.А. Седова, ведущего инженера К.П. Ковалевского, механика Г.Е. Павлова и моториста М.А. Рыжкова. В этот же день, после завершения наземной части испытаний и устранения выявленных недостатков, состоялся первый вылет И-350.
Самолёт на взлёте вёл себя нормально. Набор высоты 1800…2000 м также прошёл без замечаний. В полёте скорость было доведена до 680 км/ч по прибору. Однако на 8-й минуте при дросселировании двигателя на высоте 1800 м он остановился. В связи с этим лётчику-испытателю Г.А. Седову пришлось выполнять посадку на аварийной машине в экстремальных условиях, так как отказ силовой установки привёл к нарушению работы гидросистемы, со всеми вытекающими последствиями. Но несмотря на сложившуюся обстановку лётчику удалось совершить нормальную посадку на аэродроме ЛИИ. Благо не подвела аварийная пневмосистема выпуска шасси, щитков-закрылков и тормозного парашюта. Причём шасси удалось выпустить буквально за несколько секунд до посадки.
Необходимо отметить, что явление самовыключения в полёте двигателя АЛ-5 при давлении топлива перед форсунками составлявшем около 16 кг/см² было выявлено и на самолёте Ла-190, который проходил заводские лётные испытания на аэродроме ГК НИИ ВВС.
В связи с новыми обстоятельствами для продолжения полётов главный конструктор А.М. Люлька установил следующие ограничения, которые требовалось неукоснительно выполнять при эксплуатации АЛ-5:
— сброс оборотов в полёте от режима максимально допустимых до минимальных производить плавным перемещением сектора газа за время не менее 15… 17 секунд на высотах до 5000 м;
— минимально допустимое давление топлива перед форсунками в полёте должно быть не менее 20…22 кг/см² до высоты 10000 м;
— при снижении самолёта на посадку с высоты 300…500 м разрешалось переводить двигатель на режим малого газа плавным перемещением рычага управления.
Уже 19 июня лётчик-испытатель Г.А. Седов совершил второй полёт до высоты 4000 м, соблюдая указанные ограничения. Полёт, занявший 20 минут, прошёл без замечаний, при этом максимальная скорость была доведена до отметки 750 км/ч по прибору. На следующий день Г.А. Седов на летающей лаборатории Пе-8 на высоте 4000 м и скорости 300 км/ч по прибору проверил работу АЛ-5 при мгновенном перемещении сектора газа с 6600 об/мин до 2500 об/мин. При этом двигатель работал нормально, а минимальное давление топлива перед форсунками составляло 12 кг/см².
