Серия испытаний, проведенная в 1939 г., показала – улучшить характеристики И-16 как истребителя невозможно. Однако стоит попробовать добиться лучших пикирующих свойств самолета. Для этого следовало стабилизатор устанавливать с небольшим положительным углом атаки. Исследования показали, что комбинация задней центровки и нейтральной установки стабилизатора создавала слишком большие усилия на ручке при переводе летчиком самолета в пикирование. На истребителей первых серий этот недостаток проявлялся не так- явно. поскольку они не имели бронеспинок. аккумуляторных батарей, радиостанций. проще говоря – у них центр тяжести находился ближе к носовой части, чем у И-16 поздних выпусков. на которых центр тяжести находился на 35% длины средней аэродинамической хорды крыла. Испытания, проведенные в 1939 г.. показали, что зона неустойчивости самолета на режиме пикирования с убранным шасси начинается при смещении центра тяжести на 32-33% длины средней аэродинамической хорды крыла. Летчик-испытатель капитан Табаровский разбился на И-16 заводской номер 1021101 когда центровка самолета составляла 33,6% САХ. В результате было принято решение ограничить центровку строевых истребителей значением 33% САХ. Неустойчивость по тангажу на И-16 преодолеть так и не удалось, самолет оставался неустойчивой платформой для ведения прицельной стрельбы. Проблема заключалась в изначально неверном распределении массы планера.
В 1939 г. летчик-испытатель Станкевич отлетал на И-16 программу по теме ЦАГИ «Определение усилий на ручке управления, педалях и рулях». Станкевич писал в отчете:
– Самолет нестабилен, усилия на ручке составляют 4-5 кг при отклонении ручки вперед, поддерживать крейсерскую скорость полета постоянной, не прибегая к изменению числа оборотов двигателя, крайне утомительно для летчика. Выполнение фигур высшего пилотажа затруднено. С выпуском посадочных щитков устойчивость по каналу тангажа ухудшается, от летчика требуется прилагать к ручке большие усилия. Выпуск щитков провоцирует самолет к опрокидыванию на хвост, из-за чего приходится отдавать ручку от себя, что в свою очередь способствует переходу самолета в пикирование. При выходе на большие углы атаки неустойчивость проявляется внезапно. На взлете самолет хвост отрывает неохотно, иногда чтобы оторвать хвост приходится давать ручку от себя. В наборе высоты с постоянным углом тангажа самолет имеет тенденцию к сваливанию вправо, в этом случае парировать правый крен элеронами не всегда возможно.
Несмотря на многочисленные отрицательные отзывы и несоответствие летных характеристик И-16 характеристикам новейших зарубежных истребителей. правительство приняло решение продолжить в 1940 г. серийный выпуск самолета. В 1940 г. выпуск И-16 достиг своего пика, хотя завод № 21 готовился к освоению И-180.
В 1940 г. завод № 21 выпускал следующие модели истребителей И-16:
Тип 18 М-62 с подвесными баками (ПБ)
Тип 24 М-63 без ПБ
Тип 24 М-63 с реактивными снарядами (PC)
Тип 24 М-63 с PC и И Б
Тип 24 М-63 с ПБ и радиостанцией РСИ-3
Тип 24 М-63 с PC и радиостанцией РСИ-3
Тип 24 М-62 с ПБ
Тип 28 М-63 с ПБ
Тип 28 М-63 без ПБ
Тип 28 М-63 с ПБ и РСИ-3
Тип 15 М-25В (УТИ-4)
Начиная со второй половины 1940 г. весь этот винегрет уступил место одной модели – истребителю И-16 тип 29. В последней модификации И-16 нашли отражения все усилия оружейников по отработке наилучшего варианта вооружения самолета. Тип 29 был оснащен двумя ШКАСами. смонтированными над двигателем, и двумя пулеметами БС калибра 12.7 мм. установленными в нижней части фюзеляжа между нишами шасси. Все пулеметы – синхронные. В крыле И-16 тип 29 вооружение не устанавливалось, но под плоскостями предусматривалась возможность монтажа шести направляющих для реактивных снарядов РС-82 или пилонов для двух подвесных топливных баков.
Всего в 1940 г. было изготовлено 2210 истребителей И-16 всех модификаций:
Тип 18/24 760
Тип 28 277
Тип 25 (И-180) 1
Тип 29 570
Тип 15 (УТИ-4) 600