Постройка И-180 началась в июле 1938 г. В технической документации машина именовалась как «заказ 318». Заместитель главного конструктора Томашевич воспоминал: «На заводе нас встретили в штыки, так что постройку самолета проводили с трудом».
Качество сборки агрегатов и конструктивных узлов И-180 было невысоким. С одной стороны, мешала нездоровая обстановка вокруг ОКБ Поликарпова на заводе № 156. Указания проектировщиков и самого Николая Николаевича (не только главного конструктора, но и технического директора) зачастую игнорировали соответствующие заводские службы. С другой стороны-сказывался низкий культурный уровень производства и устаревшие технологии 156-го.
Существовала еще одна причина. Начальник 1 -го Главного управления НКОП Беляйкин торопил с выпуском первого экземпляра И-180 на испытания (по планам постройка машины должна завершиться в конце декабря, а испытания начаться уже в 1939 г.). Объективно это было связано с необходимостью скорейшего реформирования отечественного авиационного парка. Тяжелые бои в Испании в 1938 г. приглушили звучание победных фанфар и заставили иначе оценить состояние советского самолетостроения.
Кроме того, Беляйкин знал, очевидно, о предполагаемом выделении из НКОП нового Наркомата авиационной промышленности, рассчитывая занять в нем далеко не последнее место. Поэтому он выдвинул эффектный лозунг: «Встретим грядущий съезд партии трудовыми успехами -досрочно вы пустим на летные испытания И-180!» и позволил себе напрямую вмешиваться в производственный процесс. Вышеперечисленные факторы отразились на качестве производства. Уже во время первых цеховых испытаний готовых агрегатов 19 ноября 1938 г. обнаружился ряд дефектов.
Самолет собрали в последних числах ноября 1938 г. Полетный вес первого экземпляра И-180 достигал 2111 кг, размах крыла-9 метров, его площадь-14,7 м2 .
После осмотра машины 2 декабря 1938 г. было выявлено 190 дефектов, из них 40 (!) – в оборудовании моторов. Большую часть дефектов устранили в заводских цехах.
На аэродром И-180 вывезли 7 декабря 1938 г. Начались наземные испытания систем, взвешивание, регулировка, опробование мотора. Днем 11 декабря 1938 г. дефектная ведомость по машине «заказ 318» еще насчитывала 46 пунктов.
Поликарпов протестовал против ненужной и даже вредной спешки перед летными испытаниями новой машины, но его просто отстранили от этого дела. Начальник главка и директор завода № 156 предпочли действовать через более податливого Томашевича, в руках которого сосредоточились рычаги управления подготовкой И-180 к первому полету.
Летчик-испытатель В.П.Чкалов 10 декабря 1938 г. произвел рулежку самолета на земле, показавшую удовлетворительную работу шасси, тормозов, костыля и мотора. Правда, остались проблемы – перегрев двигателя М-88 и его плохая приемистость. Мотор часто «глох» при наземных испытаниях.
При повторной рулежке самолета 12 декабря поломалась тяга управления газом мотора. К утру 14 декабря 1938 г. ее заменили на усиленную. Вспоминая эту историю, заместитель главного конструктора Д.Л.Томашевич писал:
«Осматривая уже готовый самолет, я обратил внимание на плохую работу сектора газа и указал, как устранить дефект. На самолете было много отступлений от чертежей, и около тридцати из них я решил не устранять. Начальник ОТК А.И.Яковлев (полная фамилия Яковлев- Терновский-прим. авт.), не очень сведущий в авиации, как я позже узнал, сделал донос, и на заводе за нами стали следить работники НКВД – буквально «по пятам». Создалась нервозная обстановка. 12/12-38 г. была рулежка на аэродроме. Отказал сектор газа. Я убедился, что мои указания не были выполнены, и дал их вновь уже аэродромной бригаде».
По мнению Томашевича, эти тридцать не устраненных дефектов не могли явиться препятствием для выполнения первого полета, то есть не могли привести к аварии.
В тот же день, 14 декабря 1938 г., в другом подписанном акте фиксировалось, что при подготовке к полету остались невыполненными 14 пунктов дефектной ведомости. Практически все они не влияли на возможность проведения первого полета.
Об обстановке, царившей на аэродроме, Дмитрий Людвигович писал в своих воспоминаниях:
«15 декабря на аэродром приехало много начальства-смотреть на первый вылет. Был мороз около минус 25°, механик от аэродромной установки долго разогревал мотор.
В ангаре вокруг В.П.Чкалова стояла толпа начальства и Поликарпов. К ним подойти нельзя было, так что не знаю, о чем они говорили. Недавно бывший работник КБ т. Сарычев сказал, что Поликарпов будто бы отговаривал Чкалова вылетать, но тот не согласился.
Позже, в 1944 г., когда я возвратился в Москву, бывший шофер директора завода № 156 сказал мне, что В.П.Чкалов сутра 15/12-38 г. был неизвестно где 1,5 часа. Ранее он дружил с Ежовым (наркомом внутренних дел-прим. авт.), может, был у него – этого не знаю».
Перед тем, как самолет поднялся в воздух, директор завода № 156 Усачев позвонил наркому оборонной промышленности М.М.Кагановичу, сообщил о предполагаемом полете и получил на это его разрешение.
Полетное задание предполагало полет «по коробочке» над Центральным аэродромом (один круг). Прогрев мотор, проверив управление рулями и закрылками, Чкалов пошел на взлет, выполнил полетное задание. А затем, в нарушение его, пошел на второй круг. Полет закончился катастрофой, чего никто не ожидал.