Большое внимание уделили испытаниям вооружения дублера. 113 выстрелов сделали из правой ДРП (левая была макетной). По прежнему вышибало заклепки. Вдобавок после каждой серии выстрелов приходилось менять лампу хвостового навигационного огня. Стрельба также расшатывала обтекатель стабилизатора, выползавший из-под шурупов крепления. Опробовали и подкрыльевые бомбодержатели, с них сбрасывали 10-кг бомбы с пикирования под углом 50-60°.
Испытания закончились 22 апреля. В НИИ ВВС с гордостью констатировали: «Выпуск самолетов И-14 подтверждает положение, указывающее на то, что Советское самолетостроение в области конструкции истребительного самолета достигло заграничного уровня». Относительно И-14бис сделали вывод: «…может быть представлен к введению на вооружение ВВС РККА».
По результатам испытаний ГУАП было предложено к 15 ноября 1934 г. представить самолет – эталон для серийного производства в 1935 г. На нем требовалось установить усовершенствованный двигатель модификации SR-1820-F3 (в СССР его запускали в серию под обозначением М-25), крыло с новым профилем, увеличить колею шасси (по сравнению с И-14бис), поставить радиостанцию 15-СК1 (на дублере радиостанции вообще не имелось). Хотели также объявить конкурс на конструкцию убирающегося лыжного шасси.
Из Качи оба истребителя отбыли по воздуху. И-14 отогнали в Запорожье, где его разобрали и по железной дороге отправили в Москву. А вот И-Ибис Филин провел по маршруту через Запорожье, Харьков, Брянск и закончил перелет посадкой в Щелково.
1 мая 1934 г. над Красной площадью пролетело сводное звено, состоявшее из трех новейших опытных истребителей: скоростных монопланов И-14 и И-16, а также маневренного биплана И-15. Сначала они прошли вместе строем на высоте 300 м, а затем каждый самолет пролетел над площадью на полутораста метрах, что бы его хорошенько рассмотрели, и сделал «горку». Вот она-то и подвела И-14…
При посадке в Щелково у Филина не вышла правая «нога» шасси. Потом выяснилось, что при перегрузке на «горке» опять заклинило то самое злополучное «яблоко» подкоса. Пытаясь все-таки стронуть стойку с места, Филин порвал лебедкой трос. Затем попытался «вытрясти» стойку, выполняя фигуры высшего пилотажа, но стойка стояла намертво. Тогда пилот убрал левую стойку и, выпустив щитки, пошел на посадку. Истребитель прополз «на брюхе» 32 м и перевернулся, однако Филину повезло: остался цел.
После аварии самолет отремонтировали на Заводе опытных конструкций ЦАГИ, а за тем возвратили в НИИ ВВС.
В январе 1935 г. дублер доработали в требуемый эталон для серии. Он получил более мощный мотор модификации F3 (у нас его именовали РЦФ-3), крыло с предкрылками, электроинерционный самопуск (стартер), винт изменяемого шага. Увеличение колеи шасси, требуемое УВВС, похоже, на дублере делать не собирались. Его потом сделали уже в серии. Машину оснастили новым вооружением: два 7,62-мм пулемета ШКАС вместо ПВ-1 (с запасом по 1000 патронов на ствол) и два ШКАСа в крыле (с запасом по 650 патронов). И опять самолет направили в НИИ ВВС.
Параллельно велась доработка крыла И-14. Претензии к его недостаточной прочности возникли от того, что расчеты проводили для первоначальной массы машины, впоследствии существенно выросшей. Статические испытания крыла, проведенные в ЦАГИ в апреле-мае 1935 г., показали реальные запасы прочности в пределах 8,55-11 для различных вариантов нагрузки. Это было несколько ниже 11,5, заданного УВВС, но на испытаниях выявили ряд производственных отклонений от чертежей и предписанной технологии, ослаблявших крыло. Например, в лонжеронах оказались трубы не с той толщиной стенок, а в стыковочных узлах стояли дюралевые заклепки вместо стальных. Ликвидация этих дефектов позволяла надеяться на достижение требуемого уровня прочности.
Тем не менее конструкторы подготовили новый вариант крыла с запасом прочности 13 и щитками увеличенной площади. Этот вариант именовался И-14Б. Примерно в то же время прорабатывали возможность установки на самолете двигателя «Циклон» еще более мощной модификации F54.
Несколько раньше, в 1934 г., строился еще один опытный вариант, И-14тер (АНТ-31тер, И-143), с мотором М-22 и приподнятым стабилизатором. Вооружение его должно было состоять из двух пулеметов ПВ-1 и двух 20-мм пушек. Построили этот вариант или нет, доподлинно неизвестно, но ясно, что с М-22 мощностью всего 480 л.с., летные данные машины должны были значительно ухудшиться. Причина появления модификации с этим мотором одна – задержка с освоением в серии М-25.