В конце 1929 г. руководство ВВС, уже не надеясь получить от ЦАГИ заказанный И-5, поручило проектирование этого самолета совершенно новой и необычной организации - ЦКБ-39 ОГПУ. Ее создание было связано с арестами многих руководителей промышленности, ответственных технических работников и инженеров, предпринятыми в период 1928-1929 гг. Тогда арестовали и поместили в Бутырскую тюрьму Д.П. Григоровича, Н.Н. Поликарпова, В.М. Ольховского, И.М. Косткина, В.Л. Корвина, А.В. Надашкевича, Н.Г. Михельсона и многих других. В основном этим лицам вменялась в вину принадлежность к организации, члены которой якобы вредили строительству социалистического общества. Далее кампания вылилась в создание «шараг» - тюремных конструкторских бюро, в которых арестованным специалистам предстояло оправдать себя продуктивным и успешным трудом. Наиболее известная из «шараг» - ЦКБ-39, созданная Экономическим отделом ОГПУ в начале 1930 г. Поначалу она находилась на территории Бутырской тюрьмы как Особое конструкторское бюро (ОКБ), а с переводом на авиазавод № 39 стала именоваться ЦКБ-39.
Существует мнение, что автором создания тюремного КБ стал председатель ОГПУ Вячеслав Рудольфович Менжинский, занявший этот пост после смерти Ф.Э. Дзержинского в 1926 г. Возможно, для своей изощренной затеи в качестве образца Менжинский использовал историю создания американского двигателя «Либерти». В США для разработки этого двигателя в 1917 г. привлекли лучших инженеров, которых буквально заперли в одной из вашингтонских гостиниц. Одновременно в помошь проектировщикам с различных предприятий Америки собрали наиболее опытных консультантов и чертежников. Работа велась практически круглосуточно, что позволило спроектировать и изготовить двигатель в период с 3 июня по 3 июля 1917 г., то есть ровно за один месяц.
В советском варианте арестованным инженерам поручили в кратчайшие сроки спроектировать самолет-истребитель. Старшим этого творческого коллектива назначили Д.П. Григоровича, а начальником всей организации - представителя ОГПУ Горяинова. После сравнения нескольких эскизных проектов остановились на варианте, предложенном Поликарповым. Он представлял собой сублимацию проектов И-5 и И-6, разработанных еще в 1927-1928 гг.
Опытный истребитель ВТ-11 (И-5) на Ходынском аэродроме весной 1930 г.
В январе 1930-го заключенных конструкторов перевели из помещений Бутырской тюрьмы (называемых Внутренней тюрьмой - ВТ) на территорию авиазавода № 39 им. Менжинского, где для них отгородили часть цеха. Организация получила новое название - ЦКБ-39 ОГПУ. Впрочем, первое определение этого коллектива не исчезло, оно оставалось в названии самолета - ВТ-11, который спроектировали и построили за три месяца. Кое-кто с горькой усмешкой расшифровывал буквы ВТ как «вредители Трудящимся». В отношении цифры 11 единого мнения нет до сих пор. По одной из версий считается, что это число конструкторов, участвовавших в работе, по другой - это одиннадцатый из предложенных вариантов.
29 апреля 1930 г. летчик-испытатель Бенедикт Бухгольц совершил на ВТ-11 первый полет. Однако, прежде чем самолет был запущен в серийное производство, были построены и испытаны еще два экземпляра.
Истребитель И-5, принадлежащий И.У. Павлову
Один из них, который построили на заводе № 39, именовался как И-5 «Клим Ворошилов». Самолет оснастили двигателем «Юпитер» VI с индивидуальными обтекателями цилиндров. Именно этот экземпляр стал эталоном для первых серий И-5, выпускаемых на московских заводах № 1 и № 39 начиная с 1930 г.
Третий образец, известный как И-5 № 3 «Подарок XVI съезду ВКП (б)», начал летать в середине 1930 г. Этот самолет с двигателем М-15 конструкции Бессонова отличался наличием цилиндрического капота типа NACA. Государственные испытания «подарка» в НИИ ВВС, начавшиеся 12 декабря 1930 г., спустя две недели прервали по причине неисправности М-15. Самолет доводился в течение года, однако заметного влияния на серийные образцы не оказал. Капот NACA на И-5 не прижился, серия самолетов, построенных на авиазаводе № 21 в Горьком (Нижний Новгород), отличалась наличием более узкого кольца Тау-ненда. Всего авиазавод № 21 в период 1932-1934 гг. выпустил 661 И-5 (в 1931 - 1932 гг. московские заводы № 1 и № 39 сдали 142 И-5). Эксплуатация истребителей И-5 продолжалась вплоть до начала 1940-х г. Хотя самолет часто определяют как машину Н.Н. Поликарпова, более правильно считать его продуктом коллективного творчества инженеров авиазавода № 39.
В полете серийный И-5
Еще один истребитель, включенный в план опытного строительства на 1930-1933 гг., получил обозначение И-9. Его наброски и первоначальные расчеты Поликарпов осуществил летом 1929 г. Самолет определялся как скоростной, поэтому был выполнен по схеме моноплана. Обсуждение проекта велось с ноября 1929 г., поэтому работу над И-9 продолжил С.А. Кочеригин. Весной 1930 г. Управление ВВС подготовило тактико-технические требования на одноместный истребитель И-9 с двигателем М-32 мощностью 600 л.с. Требовались следующие характеристики: