Некоторые И-16 тип 5 в качестве полевой модификации оснащались небольшими триммерами на элеронах. Такие триммеры на внутренней части элеронов стали стандартными на И-16 более поздних выпусков.

К 22 июня 1941 года истребители И-16 тип 5 все еще находились на вооружении авиационных частей. Множество И-16 тип 5 было захвачено в первые недели войны, когда немцы заняли аэродромы в Белоруссии. Украине, Литве и Латвии. В Риге большое количество И-16 тип 5 стояло на аэродроме рядом с истребителями-бипланами Gloster Gladiator британской постройки, которые ранее состояли на вооружении латвийских ВВС.

«Звено-6» СПБ состояло из бомбардировщика ТБ-3-4АМ-34РН и двух И-16 тип 5, подвешенных под его крыльями. И-16 были вооружены парой фугасных бомб ФЛБ-250. Первый полет этой комбинации состоялся в июле 1937 года с аэродрома в Жуковском.

Стойка с замком для подвески И-16. На более ранней версии такой стойки отсутствовали задние подкосы, которые затем были добавлены для усиления прочности и жесткости конструкции. Позже от такого метода зацепления И-16 отказались, подвешивая их только под крыльями носителя.

Лыжное шасси

В зимний период большинство И-16 оборудовалось лыжным шасси, так как в этом случае отпадала необходимость в расчистке аэродромов от снега. Множество испытательных полетов, проводилось на самолетах И-16 тип 5, оснащенных лыжным шасси – на основных стойках шасси вместо колес устанавливались две лыжи. Чтобы лыжи не вибрировали в полете, они удерживались двумя растяжками. Дополнительная лыжа устанавливалась и на хвостовой костыль. Когда самолет устанавливался на лыжи, стойки шасси убирать было нельзя. В ходе испытаний двигателя М-25 В на И-16 тип 5, самолет нес больший кок винта, который стал стандартным на более позднем варианте – И-16 тип 18.

Штурмовой вариант И-16 тип 5

Два истребителя И-16 тип 5 были в экспериментальном порядке оборудованы шестью пулеметами ШКАС (калибра 7,62 мм), установленными в крыле. Эти пулеметы могли подниматься вверх на угол до 200. Этот вариант самолета-штурмовика, построенный в конце 1936 года как, в серийное производство не пошел.

ЦКБ-29

ЦКБ-29 был разработан как высокоскоростной пикирующий бомбардировщик, и оснащался импортным двигателем Wright Cyclone SGR-1820-F-3. Этот вариант И-16 тип 5 был изготовлен и проходил испытания, в течение 1936 года и отличался наличием пневматических стоек- шасси и закрылками. Самолет вооружался двумя пулеметами ШКАС, на узлы подвески под крыльями могли подвешиваться бомбы (до 200 кг).

И-16П (пушечный)

И-16П был разработан на базе истребителя И-16 тип 5 с импортным двигателем Wright Cyclone SGR-1820-K-3. И-16П отличался от серийного И-16 тип 5 установленным в крыле вооружением: двумя пулеметами ШКАС (калибра 7,62 мм) и двумя синхронизированными пушками ШBAK (калибра 20 мм) с боезапасом по 50 снарядов на ствол. Пушки были установлены в крыле, близко к фюзеляжу и стреляли через окружность, ометаемую винтом. Самолет также мог нести под крыльями шесть бомбовых контейнера типа Д-31.

Было построено два И-16П, оба с одной и той же установкой вооружения. Один И- 16П имел убирающиеся стойки шасси, тогда как на другом И-16П имел неубирающиеся стойки шасси без щитков.

Это был первый опыт установки 20 мм пушки на советском истребителе. Испытания показали, что летные характеристики остались практически такими же, как и обычного серийного И-16 тип 5. Хотя испытания прошли успешно, однако пушки, имеющие большую отдачу, не устанавливались на серийных самолетах (И-16 тип 17) еще два года.

Пилот левого истребителя И-16 тип 5 сдвинул фонарь кабины в переднее положение. В ходе испытаний было установлено, что «Звено-6» способно развивать скорость до 268 км/час.

Этот истребитель И-16 тип 5 уже подвешен на свое место к раме под крылом бомбардировщика ТБ-3-4М-17Ф и его шасси не касается земли.

И-16 тип 5 также использовался в системе «Звено». Он в качестве буксируемого истребителя, подвешивался под самолетом-носителем (бомбардировщики Туполев ТБ-1 и ТБ-3). Истребитель подвешивался под крылом самолета-носителя на грех замках. Отцеплял истребитель сам пилот, отпирая сначала задний, а затем два передних замка.

Технически взлет и посадка самолета- носителя с грузом истребителей не представляли существенных проблем. Правда, бывали случаи, когда колеса или воздушные винты истребителей причиняли незначительные повреждения гофрированной обшивке носителя, когда истребители отцеплялись или наоборот зацеплялись. Наиболее сложной частью операции был процесс возвращения (закрепления) истребителя на самолет-носитель.

В «Звене-6» в качестве самолета-носителя использовался бомбардировщик ТБ-3- 4М-17Ф и два истребителя И-16 тип 5 ранних выпусков, которые подвешивались иод крыльями.

Система «Звено-7» представляла собой ТБ-3-4АМ-34РН с тремя подвешенными И- 16 тип 5. Однако разработка такой комбинации, вскоре была прекращена.

«Звено-Авиаматка» – представляло собой носитель ТБ-3-4М-17Ф с двумя И-16, подвешенными под крыльями, и двумя И- 5, установленными на верхней поверхности крыла. В первом полете «Авиаматки», состоявшемся 20 ноября 1935 года, в дополнение к уже установленным на нем самолетам, к носителю подцепился еще один истребитель И-Z, и «Звено» продолжило полет с пятью истребителями, затем И-Z отцепился.

Имелся вариант «Звена», разработанный для атак малоразмерных целей, в котором два подвешенных И-16 играли роль пикирующих бомбардировщиков. ТБ-3 доставлял два истребителя вооруженных бомбами в район цели, где они должны были отцепиться от носителя и в пикировании атаковать цель. После выполнения атаки И- 16 возвращались на ближайший аэродром самостоятельно. «Звено-6» СПБ (составной пикирующий бомбардировщик) включало носитель – ТВ-3-4АМ-34РН и два И-16 тип 5, вооруженных двумя бомбами ФАБ-250 каждый. Во время испытаний на этих И-16 тип 5 демонтировалось пулеметное вооружение (расположенное в крыле). Первый полет этой системы состоялся в июле 1937 года. Полный взлетный вес «Звена-6» СПБ превышал двадцать две тонны, а максимальная скорость составляла 268 км/час. В отчете по испытаниям сообщалось, что около 90% сброшенных бомб попало в цель – начерченный на земле контур боевого корабля (эсминца).