Габариты М-81 и М-71 были близки, капот остался почти без изменений, но пришлось менять мотораму, канал воздухозаборника нагнетателя, системы бензопитания, запуска, зажиганиям выхлопа, а также патронные ящики. На самолет снова поставили уменьшенный маслорадиатор.
Установку пулеметов БС переделали, а боезапас снова довели до заданных 300 патронов на каждый, увеличив выштамповки под них, боекомплект ШКАСов уменьшили до 2x650 штук. Здесь следует сделать оговорку - в документах по вооружению всех вариантов И-185 есть противоречия.
На этом этапе было усилено бомбардировочное вооружение - вместо двух замков под крылом теперь можно было ставить четыре грузоподъемностью по 100 кг. Но это - в чертежах, а на самолете их все еще не было. Бомбардировочное вооружение смонтировали на машине №6204, чей общий запас крупнокалиберных патронов был уменьшен до 440 штук, а боекомплект ШКАСов остался стандартным - 1400.
Логинов поднял И-185 №6204 в первый полет 8 апреля, и он закончился вынужденной посадкой из-за аварийной остановки мотора. На земле констатировали отказ регулятора оборотов Р-7, что привело к «забросу» оборотов до 2500 в минуту и к раскрутке винта. В то время причину такого явления (а оно было типичным и для других новых двигателей) еще не совсем понимали, и дело было не только в регуляторе оборотов, айв способе управления шагом винта. Потому винтомоторную группу просто повторно отрегулировали и выпустили самолет в очередной полет.
На заводских испытаниях машина №6204 сделала 23 полета, на что понадобилось два месяца. Необходимость постоянных ремонтов силовой установки, связанных с трудоемким снятием мотора, и ее доработок задерживали сдачу И-185 на Государственные испытания, и решение об их начале видимо было более волевым, чем техническим - оно принималось в первые дни войны.
Поскольку самолет был еще явно «сырой», Заказчик согласился проводить их не на базе своего Научно-испытательного института ВВС в Чкаловской, а на аэродроме Летно-испытательного института Наркомата авиапромышленности в Раменском совместно с ним и с заводом №51, чтобы тот мог быстрее устранять выявляемые дефекты. Такая система себя оправдала и позже стала общепринятой.
Проведение испытаний по такой схеме было вызвано еще и тем, что с началом войны пилоты ОКБ, ЛИИ и НИИ ВВС стали массово писать рапорты с просьбой отправить их на фронт. Не стал исключением и завод №51, а среди прочих ушел и Евгений Ульяхин, поднявший И-185 в первый полет. В 1942 г. испытателей стали возвращать на их основную работу, но Ульяхину не суждено было снова сесть в кабину И-185 - он погиб в воздушном бою.
Самолет И-185 №6204 прилетел в Раменское 28 июня 1941 г., где помимо снятия окончательных летных характеристик наконец-то начали испытания вооружения. Пулеметов военным уже было мало, и они требовали заменить крупнокалиберные БС-12,7 пушками ШВАК, дополнительно установив в крыле два ШКАСа или БС, или же пушки ШВАК. Но все это требовало замены ряда деталей фюзеляжа, а консоли вообще пришлось бы делать новые, и доработку отложили, сосредоточившись на бомбовом, химическом и ракетном вооружении.
На самолет можно было поставить четыре бомбодержателя емкостью по 100 кг или два по 250 с основным электрическим и аварийным механическим сбрасыванием. Таким образом, истребитель Поликарпова оказался сравним по ударной мощи с основными фронтовыми бомбардировщиками СБ, Су-2 и Пе-2, существенно превосходя их в скорости. С двумя ФАБ-250 разбег увеличивался с 270 до 550 м, но Заказчик счел это приемлемым. При подвеске этих бомб, которые в первоначальном проекте вовсе не предусматривались, пришлось уменьшить угол отклонения закрылков, тем не менее, посадка с ними оставалась возможной.
Испытания показали нормальную работу выливных авиационных'приборов ВАП-6М и отсутствие забрызгивания хвостовой части и оперения каплями отравляющих веществ.
На самолете также монтировались восемь реактивных орудий РО-82 «Флейта» под снаряды РС-82 с системой электроспуска. Колиматорный прицел ПБП-1А обеспечивал их применение и по воздушным, и по наземным целям.
В сентябре летчики ЛИИ на этом самолете выполнили испытания на штопор. На хвостовой части установили переходник с контейнером противоштопорного парашюта, но воспользоваться им не пришлось. Штопорные свойства истребителя были признаны удовлетворительными.
Конвейерная сборка моторов воздушного охлаждения М-82 конструкции А.Д. Швецова на заводе №19 в г. Молотов (ныне Пермь)
Установка верхней пушки ШВАК на истребителе И-185 М-82
В октябре 1941 г. испытания были прерваны в связи с эвакуацией ОКБ-51 и ЛИИ в Новосибирск, куда увезли и 3-ю машину. Но об этом позже, а пока вернемся немного назад.
Испытания переделанного под М-71 самолета №6202 возобновили 29 мая 1941 г. Их главной задачей была отработка мотора и систем силовой установки, в т.ч. маслорадиатора, который оказался снова маловат. Вслед за 3-й машиной 2-й самолет 26 сентября передали на СГИ, которые проводил в ЛИИ ведущий летчик-испытатель П.М. Попельнушенко. Он получил максимальную скорость у земли на номинальном режиме двигателя 503 км/ч, а на форсаже - 520 км/ч, на I границе высотности 3300 м скорость достигала 582 км/ч.