Самолет оказался мало пригодным к зимней эксплуатации, поэтому к нему попытались приспособить лобовой капот и лыжи от советского истребителя И-5. Но «Котобуки» все равно на холоде работал плохо. Возможно, сказалось то, что его собрали из частей трех моторов. Все это заняло немало времени. 1 февраля 1939 г. из НИИ ВВС докладывали в Разведывательное управление: «Самолет к испытаниям еще не подготовлен».
А5М2-Оцу в ходе испытаний в НИИ ВВС. Весна 1939 г.
Ки-10-Оцу, захваченный в Китае. Аэродром НИИ ВВС, 1938 г.
Фактически испытания начались только в конце весны 1939 г. 13 мая м-р Кравченко совершил на И-96 первый полет. За май- июнь истребитель прошел полную программу Госиспытаний. При этом, похоже, палубная специфика самолета была полностью проигнорирована. В отчете отмечено, что «самолет… показал хорошие данные по устойчивости, маневренности и простоту в технике пилотирования». Однако в целом он был оценен ниже, чем новые истребители ВВС РККА. К середине 1939 г. первый японский палубный моноплан действительно подустарел. Кроме того, испытанная машина находилась далеко не в лучшей «форме», что не могло не сказаться на ее летных данных. Вооружение же А5М2-Оцу для конца 1930-х гг. представлялось явно недостаточным. Он, как и Ки-10, нес всего два пулемета типа 89.
И-96 внимательно изучили специалисты ВВС РККА и авиапромышленности. Они отметили ряд удачных конструктивных решений, например, удобное размещение аккумулятора в специальном контейнере. К копированию на отечественных заводах рекомендовали компактный и надежный японский вольтамперметр и ультрафиолетовую подсветку приборной доски. Карбюратор передали заводу № 33 для использования его конструктивных решений. Очевидно, в процессе этого изучения самолет разобрали на части, и в январе 1940 г. он в списках техники НИИ ВВС уже не значился.
Из Китая также привезли различные узлы и агрегаты других японских самолетов. Например, в ЦИАМ в феврале 1939 г. находился некий 14-цилиндровый мотор схемы «двойная звезда» в аварийном состоянии. В марте того же года его отправили для ознакомления на авиамоторный завод № 29 в Запорожье.
Трофейная авиатехника была захвачена и в ходе конфликта на границе Монголии и Маньчжоу-Го в районе реки Халхин-Гол, начавшегося в мае 1939 г. Эо время боев на территорию, контролируемую советско-монгольскими войсками, упало немало сбитых самолетов противника. Это были бомбардировщики Ки-21, Ки-30 и Ки-31, истребители Ки-10 и Ки-27. Последний, созданный фирмой «Накадзима», оценивался советской разведкой достаточно высоко. В рапорте, датированном июлем 1939 г., записано: «И-97хорошо маневрируют, атаку стремятся производить сверху из облаков, при неуспехе почти вертикально уходят вверх, используя мощность своего мотора».
Подготовка к эвакуации истребителя Ки-27, на котором совершил вынужденную посадку японский летчик С. Кадзима. Район реки Халхин-Гол, июль 1939 г.
Красноармейцы осматривают обломки сбитого японского бомбардировщика Ки-21. Район реки Халхин-Гол, лето 1939 г.
25 июля 1939 г. после большого воздушного боя у горы Хамар-Даба остановился мотор на Ки-27 летчика С. Кадзимы из 1-й эскадрильи (чутай) 11-го полка (сентай). Пуля перебила бензопровод. Самолет приземлился в степи на монгольской территории. Рядом сел второй истребитель, который вывез Кадзиму к своим. Советские солдаты оперативно эвакуировали ценный трофей с места посадки, и уже 27 июля по приказу заместителя начальника ВВС Я.В. Смушкевича он был отправлен в Советский Союз. На машине виднелось несколько пулевых пробоин, но в целом она считалась исправной.
10 сентября японский самолет и еще один мотор к нему прибыли в НИИ ВВС. И вот здесь начались чудеса. По документам мастерских института, там пришлось не только заделывать пробоины, но и восстанавливать хвостовую часть фюзеляжа, стабилизатор, мотораму, частично шасси. Рули высоты вообще изготовили заново. Возможно, на состоянии истребителя сказалась долгая дорога с многочисленными перегрузками. Интересно, что советские специалисты сочли Ки-27 результатом модернизации А5М. «Немного изменены фюзеляж, хвостовое оперение, костыльная установка…», — было отмечено в одном из документов.
Ки-27 отремонтировали довольно быстро. 15 ноября его уже выставили на испытания. Два дня спустя А.С. Николаев совершил на нем первый полет. В ходе испытаний на самолете полетали еще восемь пилотов, включая начальника НИИ ВВС Филина.
Поскольку подходящих для японской машины лыж не нашли, в декабре полеты прервали, возобновив их лишь в мае 1940 г.
Летные данные истребителя советские летчики оценили как довольно высокие, хотя в НИИ ВВС получили максимальную скорость 444 км/ч, в то время как по японским данным Ки-27 развивал до 470 км/ч. Положительных отзывов заслужили маневренность и пилотажные качества самолета. В одном из первых рапортов читаем: «В полете самолет устойчив и в технике пилотирования прост». Была отмечена просторная и удобная кабина, обзор из нее вперед признали лучшим, чем у И-16, хотя все равно плохим.
Из недостатков указали, что высокие летные данные при не очень мощном моторе достигнуты в основном за счет предельного облегчения и снижения прочности планера. Кроме того, честно признали хорошее качество поверхностей обшивки с потайной клепкой, что улучшало аэродинамику. Неудовлетворительной сочли боевую живучесть И-97: отсутствовали бронезащита, протектирование бензобаков и система заполнения их нейтральным газом.