Однако работа П. Сухого по истребительной тематике этим не ограничилась. Еще в 1939 году Сухой предложил проект скоростного истребителя оригинальной схемы. Цельнометаллический моноплан предполагалось оснастить V-образным 18-цилиндровым 1850-сильным двигателем М-120 с двумя турбокомпрессорами, расположенным позади кабины пилота. Благодаря этому носовая часть приобретала более обтекаемую форму и давала возможность разместить 23-мм пушку с боезапасом в 100 патронов и два синхронных 12,7-мм пулемета БС, а также носовую стойку шасси. Согласно расчетам, истребитель должен был развивать скорость не менее 700–720 км/ч и иметь потолок 12 000–13 000 метров. Но поскольку двигатель так и не был доведен до серийного производства, этот проект не состоялся.
В первой половине 1940 года ОКБ Сухого представило эскизный проект одноместного истребителя с двигателем М-90 с двумя турбокомпрессорами ТК-1. Однако под этот двигатель уже разрабатывался И-185 Поликарпова, и проект Сухого был отклонен.
В октябре 1940 года П. Сухой предложил еще один эскизный проект, на этот раз одноместного двухмоторного истребителя с моторами АМ-37 предназначением которого указывалась «оборона пунктов», иными словами – выполнение функций объектовой противовоздушной обороны. Цельнометаллический моноплан с двухкилевым хвостовым оперением имел фюзеляж овального сечения с расположением летчика в носовой части. Защитой летчика служили бронеспинка, бронестекло спереди и бронированный пол кабины. Под полом и позади кабины размещалось вооружение: две 23-мм пушки Таубина и шесть пулеметов ШКАС на общем поворотном мосту. Предусматривался бомбовый отсек, вмещающий до 400 кг бомб.
Расчетная скорость равнялась 540 км/ч у земли и 670 км/ч на высоте 6000 м, скороподъёмность 900–1100 м/мин.
Но заключение НИИ ВВС, несмотря на признание реальности проекта, тем не менее гласило:
В феврале 1941 года Сухой представил еще один проект ИОП, на этот раз имеющего герметичную кабину и силовую установку в составе двух двигателей АМ-38 с турбокомпрессорами ТК-3. Вооружить самолет предлагалось двумя пушками ВЯ-23, четырьмя пулеметами БС и двумя пулеметами ШКАС, допускалась также подвеска пусковой установки восьми РС.
Проект ИОП 2АМ37 также оказался забракован. Основным доводом подобного заключения НИИ ВВС стала недостаточная дальность полета (согласно расчетам равная 915–1130 км), в связи с чем:
В 1942 году Сухим был предложен проект одномоторного истребителя с двигателем М-71, но его расчетные характеристики – в том числе максимальная скорость 602 км/ч, скороподъёмность 980 м/мин, время виража 20,6 сек. – были признаны неудовлетворительными.
Среди тем, которыми занимались конструкторы КБ Сухого в 1942 году, был также оригинальный проект, предусматривавший размещение двух 2200-сильных двигателей воздушного охлаждения М-92 в фюзеляже с передачей крутящего момента винтам на крыле посредством валов. Еще один незавершённый проект представлял собой одноместный истребитель с двумя двигателями М-71Ф ТК-3 и вооружением в составе двух пушек калибра 20 мм и двух пушек калибра 37 мм.
В начале 1943 года Сухим был предложен проект двухместного истребителя сопровождения, оснащенного двумя двигателями М-71 с турбокомпрессорами, вооруженного двумя пушками ВЯ-23, четырьмя курсовыми и двумя оборонительными 12,7-мм пулеметами Березина. Проект был отклонен как «…