Считалось, что при затяжном выстреле снаряд может попасть в лопасть. Для уменьшения такой вероятности силами конструкторских бюро Н. Поликарпова и Б. Шпитального была проведена значительная исследовательская работа.
Принятая до того момента во всем мире регулировка «щелчка», то есть момента выстрела, при вращении винта самолета «после лопасти», была заменена регулировкой «до лопасти», а стрельба на малых оборотах исключена.
Эти и другие нововведения позволили говорить о безопасной стрельбе из синхронных пушек. Тем не менее, сомнения оставались, поэтому путем нарушения регулировки синхронизатора добились пробития лопасти сначала на земле, а затем и в воздухе (летал Е. Уляхин).
Пробитая при этом как гвоздем лопасть воздушного винта оставалась работоспособной, мотор тянул и позволил благополучно добраться до аэродрома.
В начале 1940 г. построили войсковую серию из трех пушечных И-153П (№ 6578, № 6598, № 6760), которые летом прошли испытания в 16-м ИАП 24-й авиадивизии Московского военного округа. По отзывам пилотов, эти «Чайки» вели себя в воздухе несколько инертнее, однако основным неудобством виделось то, что прозрачный пилотский козырек сильно загрязнялся пороховой гарью. В целом испытания прошли успешно, было решено построить еще три таких пушечных аппарата. По заводским данным, всего сделали пять экземпляров И-153П. Известно, что три пушечных И-153 летом 1940 г. поступили на вооружение 60-й авиабригады ВВС ЗакВО.
Почти одновременно велись испытания особых штурмовых подвесок. На вариантах И-153, обозначаемых «Ш» и «УШ», под нижним крылом крепились обтекаемые каплевидные контейнеры с пулеметами ШКАС (всего четыре) или бомбовые кассеты с мелкими бомбами (в каждой по 20 авиабомб по 2,5 кг).
Во второй половине 1940 г. были проведены испытания И-153, вооруженных реактивными снарядами РС-82. Под нижним крылом с каждой стороны устанавливалось по четыре реактивные установки РО-82. До конца года более четырехсот «Чаек» были оборудованы для установки PC. Переделки сводились в основном к установке металлической обшивки на нижней поверхности нижнего крыла и монтажу дополнительной электропроводки. Впрочем, в строевых частях вплоть до начала войны РО-82 на самолеты не устанавливали, поэтому обучение личного состава пришлось проводить уже в боевой обстановке.
Опытный И-153УД с деревянной хвостовой частью фюзеляжа
И-153ГК с герметической кабиной конструкции А. Щербакова на испытаниях. Подлипки, лето 1940 г.
Как это ни парадоксально, но именно самолеты устаревшей бипланной схемы стали первыми, на которых испытали в полете реактивные двигатели. Среди разнообразных силовых установок, использующих реактивный принцип, достаточно большой интерес в начале 1930-х годов вызывали прямоточные воздушно-реактивные двигатели (ПВРД). Первые советские ПВРД построил инженер И. Меркулов, который летом 1939 г. предложил использовать их в качестве дополнительной силовой установки для увеличения максимальной скорости истребителей с поршневыми авиадвигателями. В качестве горючего предполагалось использовать авиационный бензин из основного бака, «прямоточки» поэтому назывались «дополнительными моторами» (ДМ).
Первый такой двигатель, получивший обозначение ДМ-1 (диаметром 240 мм), прошел стендовые испытания во второй половине 1939 г. В сентябре были изготовлены более мощные двигатели ДМ-2, длина их составляла 1500 мм, максимальный диаметр 400 мм, диаметр выходного сопла 300 мм. Вес каждого двигателя вместе с элементами крепления составлял всего 19 кг. После успешных испытаний в аэродинамической трубе ДМ-2 были установлены под нижними плоскостями истребителя И-15бис. Хвостовую часть самолета во избежание загорания в воздухе обшили металлическими листами.
Испытания самолета начались 25 января 1940 г. в районе Центрального московского аэродрома, прямо над городскими кварталами. Когда летчик Петр Логинов запустил в воздухе реактивные двигатели, ему показалось, что за самолетом встала стена огня. Наземные наблюдатели видели тянущиеся за самолетом многометровые огненные струи, поэтому решили, что самолет горит. В городе начался переполох, спустя короткое время к воротам аэродрома примчались спасать летчиков сразу пять пожарных команд.
Летные испытания ПВРД на И-15бис продолжались до июля 1940 г. Они велись на скоростях 320-340 км/ч. При включении ДМ скорость увеличивалась на 18-22 км/ч. Всего было проведено 54 таких полета. Кроме Логинова, летали летчики А. Давыдов, Н. Сопоцко и старейший московский испытатель А. Жуков. В последующих полетах пилоты, дабы не пугать москвичей, улетали за 20-30 км от города, В сентябре 1940 г. ДМ-2 были установлены на И-153. Благодаря тому, что «Чайка» обладала большей скоростью, выше оказалась и эффективность ПВРД: прирост скорости составил 30 км/ч. В октябре того же года на «Чайке» испытали новые двигатели ДМ-4, при включении которых скорость самолета увеличивалась на 40-50 км/ч. Всего с ДМ-2 и ДМ-4 произвели 74 испытательных полета. Впоследствии двигатели ДМ испытывали на самолетах ЛаГГ-3, Як-7, Як-9. Прирост максимальной скорости на этих машинах доходил до 110 км/ч.
И-153 с установленными бомбодержателями. Обрезы пулеметных труб закрыты заглушками
Два 50-литровых бака
Летчик позирует на фоне «Чайки», оборудованной подвесными баками
Опытный И-153 с прямоточными двигателями ДМ-2. 1940 г.
Сегодня И-153 «Чайка» известен как один из последних и самых совершенных истребителей бипланной схемы. Однако, когда речь заходит об использовании его во Второй мировой войне, обычно говорится, что это был устаревший самолет. При этом как-то в тени остается тот факт, что массовое производство И-153 началось лишь осенью 1939 г., причем на одном из лучших советских авиазаводов № 1, расположенном всего в 15 минутах езды от Кремля. До конца года построили и передали заказчику 1011 И-153, еще 189 «Чаек» с двигателями М-63 не были закончены и перешли в план следующего года. В 1940 г. при запланированном выпуске 2040 машин из заводских цехов на аэродром выкатили 2362 «Чайки», а в 1941 г. – последние 64 экземпляра, которые стали заключительным аккордом в истории советских истребителей-бипланов. Суммарный выпуск И-153 за 1939-41 годы составил 3437 экземпляров.
В 1940 г. выпуск «Чаек» был максимальным, и все эти сотни построенных самолетов поступили в многочисленные войсковые соединения как совершенно новая техника. Вот как выглядели поставки И-153 по месяцам 1940 г. с указанием частей и мест назначения (в скобках количество поставленных истребителей). В отношении получателей нет единой классификации, в документах указывались не только авиаполки, но и аэродромы, базы и комендатуры.
153-й ИАП (79), 146-й ИАП (63), 133-й ИАП (20), 18-я комендатура (38), 44-я авиабаза (8), 6-я авиабаза (5).
Всего в феврале 213 Март 1940 г.
123-й ИАП (63), Комендантский аэродром (14), 15-я авиабаза (11), 92-й ИАП (вплоть до мая 51), 91-й ИАП (63), ЗакВО 82-й ИАП (50), 62-й ИАП (13), БОВО лично комдиву Гусеву (1)- Всего в марте 266 Апрель 1940 г.