Испытания сначала шли успешно, но на 35-м полёте самолёт не смог выйти из штопора (это была «фамильная» болезнь P-39). Ему на смену подготовили второй экземпляр, немного отличавшийся по очертаниям вертикального оперения, и с чуть более мощным двигателем. Он тоже летал недолго, а 15 мая разбился во время 27-го полёта.

27 мая взамен потерянного военное министерство заказало третий образец, опять с новым оперением. Он поднялся в воздух 19 сентября 1942 г. К этому времени из уцелевших обломков восстановили вторую машину, и тоже привлекли к испытаниям. Однако 8 февраля 1943 г. её «грохнули» во второй раз.

Но к этому моменту уже было ясно, что, как говорится, «фокус не удался». Скорость истребителя увеличилась, но не настолько, как предполагали. Зато увеличилась посадочная скорость, затянулся разбег, ухудшились скороподъёмность и манёвренность, уменьшился практический потолок. P-39E забраковали, планы массового производства этой модификации отбросили.

Однако сама идея внедрения ламинарного крыла продолжала оставаться многообещающей. Поэтому параллельно с «моделью 23» стали разрабатывать проект «модели 33», являвшейся уже новым истребителем, но сохранявшим ту же компоновку с размещением двигателя за кабиной пилота и передачей вращения на винт через длинный вал и вынесенный вперёд редуктор.

Первый XP-39E на аэродроме.

Второй экземпляр XP-39E с угловатым вертикальным оперением и форкилем.

Третий экземпляр XP-39E тоже имел угловатое вертикальное оперение, но большей высоты.

27 июня 1941 г., ещё до того как XP-39 поднялся в воздух, командование ВВС армии США заказало фирме «Белл» два образца нового истребителя с мотором V-1710 с двухступенчатым наддувом и увеличенным по сравнению с P-39 размахом крыла (причём ламинарного). Видимо, с этого момента коллектив, возглавляемый Дж. Стриклером и Д. Фабриевым, приступил к разработке проекта «модели 33». Военные присвоили истребителю обозначение P-63.

Машина сохранила весьма своеобразную общую компоновку «Аэрокобры». Мотор V-1710 размещался в центральной части фюзеляжа, за кабиной лётчика. Одним из недостатков P-39 американцы и англичане считали одноступенчатый нагнетатель, неэффективный на больших высотах. Но компания «Аллисон» не стала создавать для своего двигателя сложный и требующий длительной доводки двухступенчатый агрегат, подобный тому, что «Роллс-Ройс» сделала для своего «Мерлина». Американцы обеспечили первую ступень наддува дополнительным отдельным нагнетателем, приводившимся от коленвала через гидромуфту. Эта муфта позволяла осуществлять плавное регулирование наддува без скачков.

Сравнение размеров P-39 и P-63.

Воздух к нему подавался через заборник, выставленный вверх за фонарём кабины. Водяные и масляные радиаторы располагались в каналах внутри фюзеляжа, входные окна которых находились в передней кромке в корневой части крыла. Двигатель вращал длинный вал, проходивший под полом кабины. С другого конца вал присоединялся к массивному редуктору, выполнявшему одновременно функции бронезащиты.

Конструкторы сохранили трёхколёсное шасси с необычно длинной передней стойкой, только усилив его. Остались и «фирменные» двери автомобильного типа, стёкла в которых поднимались и опускались. Но фюзеляж в целом претерпел существенные изменения. При этом старались избавиться от недостатков, выявленных на P-39. Одним из серьёзных дефектов «Аэрокобры» являлся существенный сдвиг центровки самолёта назад после израсходования боезапаса, что при неаккуратном пилотировании могло спровоцировать срыв в штопор. На «модели 33» фюзеляж сместили вперёд относительно крыла, одновременно удлинив его хвостовую часть. Носовую часть заострили и полностью переделали капотирование отсека вооружения. Теперь, сняв три панели, можно было легко подобраться к пушке, пулемётам и патронным ящикам.

Вооружение предусматривалось весьма мощное: 37-мм пушка стреляла через полый вал редуктора, над ней в фюзеляже стояли два синхронных 12,7-мм пулемёта, а ещё два располагались в гондолах под крылом. Под фюзеляжем разместили бомбодержатель, рассчитанный на подвеску одной бомбы в 227 кг; вместо неё можно было закрепить дополнительный сбрасываемый топливный бак ёмкостью 284 л.

Крыло по конструкции значительно отличалось и от крыла обычной «Аэрокобры», и от XP-39E. Оно имело размах, более чем на метр превышавший размах крыла P-39, и заканчивалось округлыми законцовками.

Полностью переконструировали вертикальное оперение. Оно получило совершенно иные очертания с прямой задней кромкой руля направления.

Боевая живучесть самолёта повышалась применением бронезащиты. Бронеспинка кресла плюс набор плит и бронестекло в козырьке вместе тянули на 40 кг.

В кабине XP-63.

Первый экземпляр XP-63 построили в конце ноября 1942 г. На нём стоял мотор V-1710-47 мощностью 1325 л.с. и четырёхлопастной воздушный винт. Несмотря на то что вооружение на самолёте полностью отсутствовало, еле-еле удалось вписаться в ограничения по взлётному весу, установленные заданием. Оно требовало вес не более 3405 кг, а реально получилось 3399 кг (некоторые источники указывают даже цифру 3416 кг). Истребитель впервые поднялся в воздух 7 декабря в Буффало. После очень кратких заводских испытаний машину перегнали на авиабазу Мюрок, где за неё взялись военные испытатели.

Первый образец XP-63.

Отзывы о самолёте были очень неплохими. Уже в начале испытаний получили скорость 651 км/ч. Но досконально определить данные истребителя не смогли — 28 января 1943 г. первый XP-63 разбился. При заходе на посадку у него отказалось выпускаться шасси. Приземляться на «брюхо» с почти полными бензобаками летчик Дж. Вулэмс побоялся. Несколько часов он ходил по кругу, вырабатывая горючее. Пока «Кобра» кружилась над аэродромом, солнце село. Приземляться Вулэмс стал уже в темноте. То ли он устал, то ли перенервничал, но в результате перепутал огни в начале полосы и в конце неё. На посадке самолёт врезался в рощицу небольших деревьев и был разбит вдребезги. Пилот, однако, вылез из обломков самостоятельно и существенно не пострадал.