И здесь не обошлось без критиков. Интенданты возмущались слишком большой длиной разбега самолета, которая достигала 250 м (у биплана И-15 – 70 м, у тяжелого бомбардировщика ТБ-3 – 300 м), что требовало удлинения аэродромных полос. Летчикам, особенно средней квалификации, не нравилась большая посадочная скорость, сложная техника пилотирования по сравнению с бипланами – недостаточно устойчивый самолет был строг в управлении, энергично реагировал на малейшее движение ручки и не прощал ошибок. Впрочем, и М.М. Громов, и М.Л. Галлай в мемуарах тоже отмечали, что И-16 «был неустойчив и с плохим обзором», «даже при не очень грубых неточностях в действиях пилота охотно срывался в штопор», а их трудно назвать летчиками средней квалификации. Эта неустойчивость была сознательно задана конструктором, совместившим в одной точке центр тяжести и аэродинамический фокус самолета – все ради достижения, наряду с высокой скоростью, максимальной маневренности в бою. Не устраивал военных также сдвижной фонарь кабины. Пилоты утверждали, что он ограничивает свободу движений и стесняет обзор, а главное – может заесть при необходимости покинуть самолет в критической ситуации. В результате закрывающийся фонарь был упразднен, и кабина стала открытой, что несколько снизило летные качества машины. Тем не менее это был лучший и самый массовый довоенный советский истребитель, находившийся в производстве на протяжении семи лет.

Самолеты И-15 и И-16, ознаменовавшие собой начало качественно нового этапа развития советской авиации, принесли Н.Н. Поликарпову славу «короля истребителей». Эти машины постоянно улучшались, модернизировались и состояли на вооружении советских ВВС до 1943 года включительно.

Одновременно велись активные работы по созданию пушечного и двухместного истребителей. Последним, предназначавшимся для сопровождения тяжелых бомбардировщиков, уделялось заметное место. При бипланной схеме существенной разницы в скоростях между одноместными и двухместными истребителями не было, в воздушном бою они считались практически равноценными, а наличие второго члена экипажа обеспечивало большую универсальность боевого применения машины как разведчика, легкого бомбардировщика или штурмовика. Однако ничего путного в этом классе создать не удалось. Проекты ДИ-3 и ДИ-4 были осуществлены в единичных экземплярах. В конце 1934 года бригадой С.А. Кочеригина и В.П. Яценко был выпущен двухместный полутораплан ДИ-6 с убирающимися шасси и двигателем М-25, развивавший 370 км/ч и вооруженный тремя пулеметами. Самолет обладал хорошей скоростью и маневренностью. В общем и целом он был неплох на момент создания. Но вряд ли стоило запускать его в серию в 1937 году сразу на трех заводах, чтобы в итоге произвести 220 морально устаревших машин. С переходом на монопланную свободнонесущую схему истребителя с убираемыми шасси двухместные одномоторные аппараты уже не могли конкурировать с одноместными и утратили свое значение.

Оригинальное решение проблемы предложил инженер В.С. Вахмистров. Суть идеи состояла в том, что свое «сопровождение», имевшее недостаточный радиус действия ввиду малого запаса топлива, тяжелые бомбардировщики должны были нести с собой. В 30-е годы Вахмистров под условным наименованием «Звено» разработал несколько летающих авианосцев – носителей истребителей – на базе ТБ-1 и ТБ-3. В различных вариантах «составного самолета» от двух до пяти одноместных истребителей типа И-5, И-Z, И-16 крепились на крыльях, фюзеляже и под ними. Взлет и полет происходили с работающими двигателями всех самолетов. У цели истребители отцеплялись и осуществляли прикрытие бомбардировщиков. Было также отработано соединение с самолетом-носителем прямо в воздухе. Наиболее удачным оказалось «Звено-6», появившееся в 1934 году, – ТБ-3 с двумя истребителями И-16 под крыльями. Работы над «Звеном» велись на протяжении семи лет. Было признано, что система вполне жизнеспособна, но в 1938 году финансирование темы, получившей прозвище «Цирк Вахмистрова», прекратили.

Идею авиационной сцепки подхватили инженеры Третьего рейха, создавшие в 1943 году систему «Мистель». Только у немцев все было наоборот: пилот истребителя, установленного на фюзеляже набитого взрывчаткой беспилотного бомбардировщика, осуществлял управление в полете, расцепку и наведение «воздушной торпеды» на цель. Система имела радиус действия около 4000 км и предназначалась для нанесения ударов по военно-морским базам и крупным промышленным объектам в глубоком тылу противника.

Появление цельнометаллических бомбардировщиков с бронированием рабочих мест экипажа, протектированными бензобаками, малоуязвимых для обычных пуль трехлинейных пулеметов, потребовало повышения огневой мощи «ястребков». Передовая советская военная мысль своевременно и правильно поставила вопрос об установке на них чего-нибудь более крупнокалиберного и разрушительного, желательно пушки. Беда в том, что своих авиационных пушек в стране не имелось, да и купить их было негде. Возникла мысль вооружить истребитель отечественным сверхсекретным оружием – динамореактивными (безоткатными) орудиями Л.В. Курчевского, в которых сила отдачи компенсировалась силой реакции отбрасываемых назад газов. Теоретически это позволяло применять орудия довольно крупных калибров.

Первые наземные стрельбы с борта разведчика Р-1 были проведены в апреле 1930 года. После четвертого выстрела самолет разрушился от воздействия собственного оружия. Затем последовал эксперимент с разведчиком Р-3 – с похожим результатом. Но сама пушка привела военных в восторг. Стало ясно, что для ДРП необходимо построить специальный самолет: металлический, особо прочный в районе хвостового оперения или созданный по особой схеме. Работу над такой перспективной машиной вели сразу несколько конструкторских бюро.

Летом 1930 года задание на проектирование истребителя, вооруженного двумя автоматическими трехдюймовками АПК-4, получил Д.П. Григорович, числившийся неофициальным техническим руководителем чекистского ЦКБ. Участие в создании истребителя принимали А.Н. Седельников, В.Л. Корвин, А.В. Надашкевич, Е.И. Майоранов, В.Д. Яровицкий, Г.Е. Чупилко, С.Н. Шишкин. Работа велась в глубочайшей тайне, изолированно от других объектов и даже название проекта было сугубо секретным – «Z».

Получился подкосный низкоплан, в котором передняя часть фюзеляжа вместе с винтомоторной установкой была заимствована от И-5. Хвостовая часть, с целью избежать разрушительного воздействия вылетающих из сопла орудия газов, представляла собой дюралюминиевый монокок с высоко расположенным горизонтальным оперением. Самолет развивал максимальную скорость 259 км/ч. Вооружение состояло из одного пулемета ПВ-1 и двух 76-мм орудий Курчевского, подвешиваемых под крылом.

Пушка имела длину 3,5 м, темп стрельбы около 20 выстр/мин, весила 75 кг. Боезапас состоял из семи осколочных либо картечных снарядов с 22-секундной дистанционной трубкой. Выстрелы имели гильзы из нитроткани с деревянным поддоном. При ведении огня ткань должна была сгорать, но на практике полностью не сгорала, а вместе с кусочками поддона застревала в канале ствола, что порой приводило к разрыву ствола. К числу других недостатков относились малая емкость магазина, неудовлетворительная работа автоматики и, в конечном счете, порочная схема орудия. Полигонные испытания показали, что стрельба из ДРП производит «тяжелый физиологический эффект на пилота» и ведет к разрушению самолета – конструкция выдерживала не более 400 выстрелов.