7 сентября 1934 г. ЦКБ-12бис перегнали в Щелково, на подмосковный аэродром НИИ ВВС, для прохождения государственных испытаний, которые продолжались
Авария второго опытного ЦКБ-12бис с двигателем «Райт* «Циклон» F-3 по причине поломки шасси. 14 апреля 1934 г.
до 12 октября. На этот раз заключение по И-16 оказалось категоричным и более жестким. Не устраивала возросшая посадочная скорость и ненадежная уборка шасси. Признавая, что по причине недоведенности отдельных элементов конструкции и оборудования самолет испытаний не выдержал, начальник ВВС Яков Алкснис требовал отладки вооружения и заключал, что до надежной его работы И-16 «не может считаться военной истребительной машиной». Хотя этот экземпляр развивал на высоте 3000 м максимальную скорость 437 км/ч, военные, которых совсем недавно устраивало трехсоткилометровое достижение, теперь требовали еще более высоких показателей. Они предлагали установить на И-16 новый отечественный мотор М-58 конструкции А.С. Назарова, с которым требовалось добиться максимальной скорости 470 км/ч.
Впрочем, все сказанное относилось к совершенствованию машины как типа, а первоочередной задачей являлось внедрение И-16 в серийное производство, которое разворачивалось на авиазаводах № 39 в Москве и № 21 в Нижнем Новгороде (Горьком).
НАЧАЛО СЕРИЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Головной московский авиазавод № 39 получил на 1934 г. план изготовления 50 И-16 с двигателями М-22. Здесь же, при заводе, в помещениях ЦКБ шла конструктивная доработка машины, велась подготовка технической документации для осуществления полномасштабного серийного производства.
Самолеты, выпускаемые авиазаводом № 39, получали обозначение в соответствии с порядковым номером ЦКБ. В течение 1934 г. здесь выпустили запланированные 50 И-16, имеющие серийные номера с 123901 по 123950 (что означало - ЦКБ-12 завода № 39 номер такой-то: 12-39-ХХ). В 1935-1936 гг. московский завод выпустил еще 8 машин (по четыре экземпляра ежегодно), закончив на № 123958. Конечно, указанные И-16 вовсе не являлись дублированием опытного экземпляра с М-22. Более того, в это количество входили и опытные самолеты, которые разрабатывались в бригаде Поликарпова.
Авиазавод № 21 им. Енукидзе (с 1935 г. им. Орджоникидзе) в Нижнем Новгороде включиться в немедленное освоение нового истребителя по целому ряду объективных причин не смог. Достаточно сказать, что 21 -й завод полноценно начал функционировать в 1932-м и только двумя годами позднее становился крупномасштабным предприятием. В 1934 г. доля молодого, недостаточно обученного персонала в возрасте 18-22 лет составляла на заводе свыше 70%! И тем не менее здесь уже два года велось производство истребителей И-5, в начале 1934 г. начали осваивать ХАИ-1 и И-14. Той же весной начали поступать материалы и техдокументация на И-16.
В соответствии с приказом ГУАП за № 1106-со от 11 июня 1934 г. завод № 21 получил задание до конца года внедрить в крупносерийное производство И-16 М-22. Интересно, что еще в начале года предприятию выдали задание на 250 таких машин, затем директор завода
Е.И. Мирошников смог убедить руководство и добился снижения объема заказа до 80 экземпляров. Июньский приказ Главка вновь установил заводу увеличенную программу - сдать до конца года 225 И-16! И это при условии, что в силе оставалось задание на 3 ХАИ-1 и 300 штук И-5. Однако И-14 с программы снимался, его изготовление передали иркутскому заводу № 125.
Официально к работе по новой машине в Нижнем Новгороде приступили только 17 июля. Естественно, что при жестком плане по выпуску И-5 осуществить грандиозные замыслы руководства здесь не смогли. Впрочем, за означенный период с помощью бригады № 2 ЦКБ удалось разработать полный комплект рабочих чертежей, подготовить технологическую оснастку и освоить новые трудоемкие технологии, например сварку крыльевых лонжеронов.
И-16 М-22 стал на заводе № 21 четвертым типом выпускаемой продукции после И-5, ХАИ-1, И-14, поэтому получил обозначение тип 4. Эти самолеты выпускались заводом в течение 1934-1935 гг., суммарный их выпуск составил 505 экземпляров. С учетом однотипных аппаратов, выпущенных в Москве, общее количество построенных И-16 М-22 можно оценить в 555 экземпляров. Кстати, новая система обозначения типов начала действовать на заводе № 21 именно в период внедрения И-16. Причем поначалу, при оформлении техдокументации, иногда об этом забывали. Например, в ноябре 1934 г. упоминается сданный И-5 № 121633 (головной самолет 19-й серии, оснащенный тормозными колесами), а в соседнем документе следующий И-5 пишется без упоминания типа - № 21634.
Первые И-16 тип 4 производства авиазавода № 21, предъявленные к сдаче в ноябре-декабре 1934 г., имели множество недостатков, поэтому немилосердно браковались приемщиками (до конца года удалось сдать 41 машину). В основном недостатки были знакомые - капризная уборка шасси и отказы вооружения. 4 октября 1934 г.