25 октября самолет вновь оказался в цехе, где до 14 ноября заменили колесное шасси на неубираемое лыжное, при этом ниши для колес закрыли гладкими дюралевыми листами. На лыжах за счет роста лобового сопротивления скорость полета намного снизилась.
В ходе испытаний Попов отмечал, что самолет очень строг в управлении и требует малых отклонений рулей для выполнения эволюции. Тогда же впервые столкнулись с «ахиллесовой пятой» И-14 – запаздыванием выхода из штопора. После четырех витков, которые выполнял Попов, самолет добавлял «от себя» еще два-два с половиной.
Заводские испытания завершились 13 декабря 1933 г. В целом, они показали, что почти все требования УВВС удалось выполнить. Лишь в практическом потолке недобрали 100 м (9400 м вместо 9500 м). А вот полученные взлетно-посадочные характеристики даже близко не соответствовали заданным. Реальный разбег втрое превышал записанные в соответствующий пункт 40 м! На посадке истребитель пробегал 220 м вместо 80 м. Почему такое несоответствие? Все очень просто! Специалисты УВВС заложили в задание на скоростной моноплан показатели привычного для них истребителя-биплана такого же веса. Разумеется, удовлетворить таким требованиям было невозможно.
Заводские испытания позволили выявить и ряд конструктивных недоработок. Несовершенной признали систему уборки шасси, неудачной – конструкцию фонаря кабины. Но ведь все это тогда делали впервые! Недостатки были очевидны, но в первый экземпляр никаких существенных изменений вносить не стали. Их решили учесть во второй машине И-14бис (АНТ-31бис).
2 января 1934 г. первый экземпляр приняли на Государственные испытания. Самолет перегнали в Щелково в НИИ ВВС. Там его облетывал Т.П. Сузи. Общая оценка примерно соответствовала отзывам летчиков ОЭЛИД. Хотя на лыжах И-14 разогнался всего до 330 км/ч, это посчитали отличным результатом, полагая, что на колесах он «даст» не меньше 370-380 км/ч. Как было записано в отчете НИИ ВВС, при этом И-14 <… не будет уступать лучшим скоростным заграничным истребителям, превосходя их вооружением». В отношении последнего имели в виду две ДРП, которые уже монтировали на «дублере». Путевую устойчивость И-14 оценили в целом как хорошую, хотя Сузи отметил: «При брошенном управлении валится вправо и клюет. Необходимо все время поддерживать ручкой». Зато на пикировании самолет вел себя очень устойчиво.
В отношении недостатков самолета военные также были солидарны с коллегами из ОЭЛИД. Например, они обратили внимание на строгость выполнения виражей, на которых машина вела себя неустойчиво. Резкой критике подвергли шасси. Его уборка и выпуск занимали 3-4 мин. Получалось, что при высоте менее 1000 м в случае отказа двигателя пилот просто не успевал выпустить колеса. В зимнем обмундировании в тесной кабине качать насос и крутить лебедку было практически невозможно.
Раскапотированный мотор «Меркьюри» IV и кабина первого опытного И-14
Закрытый фонарь оценили двояко. С одной стороны, ниоткуда не поддувало и пилоту было тепло. С другой – фонарь существенно ограничивал обзор и показался очень тесным – голова летчика находилась вплотную к колпаку. Испытатели пришли к выводу, что в случае аварии открыть фонарь нельзя. Даже на земле, если машина скапотирует, пилот самостоятельно вылезти из нее не сможет. Последнее, к сожалению, проверили на практике – на испытаниях И-14 разок перевернулся на посадке.
Беспокойство вызвала недостаточная прочность крыла. Запас прочности для некоторых ситуаций не превышал 7 при требуемой цифре 11.5. Причина была в неправильной термообработке труб лонжеронов. Вообще, качество изготовления опытного самолета сурово раскритиковали. В отчете записали: «Отделка самолета и качество производства стоят на низком уровне». Нашлись неза-контренные болты, плохо закрепленные подшипники. Обтекатели болтались, карбюратор тек, различные прорези (например, для костыля) были несоразмерно велики. В отчете появилась запись: ««… все это вместе создает безрадостную картину состояния машины". После этого неудивительным покажется вывод специалистов НИИ ВВС: «Самолет… является недоведенным, выполнение заданий связано с риском для жизни летчика…». Однако этот вывод вовсе не зачеркивал больших перспектив нового истребителя. Все недостатки первого опытного самолета требовалось учесть при работах над «дублером».
Этот самолет, И 14бис (в документах еще встречаются обозначения И-14Д и И – 14РЦ), начали строить в июле 1933 г. Ведущим инженером по «дублеру» назначили НИ. Фадеева. Второй самолет довольно существенно отличался от первого. Во-первых, переделали крыло. Поперечное V уменьшили до 4°. конструкцию лонжеронов не изменили, а вот нервюры переработали. Сильно переделали центроплан, поскольку перешли к другой схеме уборки шасси: раньше основные опоры складывались к оси самолета, а теперь – по размаху крыла. Соответственно их узлы крепления разместили практически на ширине фюзеляжа, а ниши для колес переместили к стыку центроплана и консолей. Механизм уборки и выпуска тоже стал совершенно иным – чисто тросовым, без гидравлики. Старомодная гофрированная обшивка крыла исчезла, ее сменил гладкий дюралевый лист толщиной 0,5 мм, приклепанный к каркасу потайными заклепками. На задней кромке крыла разместили четыре секции посадочных щитков. Изменилась и конструкция оперения. Киль стал отъемным, с креплением к стыковочным узлам на шпангоутах фюзеляжа. Гофрированную обшивку стабилизатора заменили гладкой. Самолет оснастили американским двигателем Райт «Циклон» SR- 1820-F2, менее высотным, чем «Меркьюри», но развивавшим большую мощность на малых и средних высотах. Винт применили также американский – «Гамильтон стандарт», дюралевый, диаметром 2.97 м. Установили более удобный, сдвигавшийся вперед фонарь кабины. И. наконец, на И-14бис смонтировали две ДРП типа АПК-11с пневмоперезарядкой и боезапасом по 25 снарядов на ствол.
5 февраля 1934 г. «дублер» сдали на испытания – заводские и Государственные одновременно. Самолет летал на лыжном шасси. Пилотировал его летчик-испытатель А.И. Филин, впоследствии начальник НИИ ВВС. Большая мощность двигателя у земли и улучшенная аэродинамика сказались на характеристиках истребителя. На малых высотах летные данные улучшились: скорость на высоте 1000 м поднялась сразу на 50 км/ч, уменьшилось время виража, возросла скороподъемность. Но зато с подъемом на высоту показатели ухудшились: практический потолок понизился, а на 5000 м И-14бис проигрывал первой машине по скорости почти на 40 км/ч. В ходе испытаний выявился перегрев двигателя, на некоторых режимах возникала заметная тряска. Тем не менее, уже на предварительном этапе испытаний сделали вывод: «… выявленные летные качества самолета позволяют дать заключение о необходимости начала серийной постройки…».
26 февраля впервые отстреляли на земле АПК-11. Из правой пушки сделали 24 выстрела. На каждый выстрел пришлось ровно по одной вылетевшей заклепке.
Ожидалось, что на колесах И-14 и И-14бис смогут показать гораздо лучшие данные. Для ускорения перехода с лыж на колеса обе машины решили отправить в Крым. 22 марта разобранные истребители по железной дороге доставили на станцию Мекензиевы горы, перевезли на аэродром летной школы в Каче и собрали. Первым к испытаниям подготовили «дублер». 28 марта летчик-испытатель ЦАГИ провел сдаточный полет; не совсем удачный – в воздухе сорвало капот бензобака. Его поставили на место, и Филин совершил на «дублере» приемочный полет С 30 марта начались полеты на И-14 с «Меркьюри». На обеих машинах по очереди летал Филин. Прирост скорости на колесах действительно оказался весьма существенным. На высоте 5000 м И-14бис показал 353.5 км/ч, в то время как на лыжах он давал всего 296 км/ч. На той же высоте И-14 показал скорость 391 км/ч против 330 км/ч. Разница в летных данных на высоте двух модификаций определялась высотностью двигателей: «Меркьюри» на 5000 м развивал 560 л.с. а «Циклон» – только 420 л.с. Но основной упор делали все-таки на модификацию с американским мотором, так как именно его собирались выпускать по лицензии в СССР. Эту машину опробовали всесторонне. Особый упор сделали на устранение недостатков, выявленных ранее на первом экземпляре.