По этой схеме выполнили уточненный проект. По сохранившимся чертежам видно, что он был очень близок к конфигурации серийного Р-5. Существенно отличалось по форме и размерам оперение, несколько иной была конструкция шасси, а курсовой пулемет сначала располагался снаружи с левого борта, как на Р-1 и Р-3.
В июле 1927 г. на заводе № 1, где базировался ОСС. началась постройка полноразмерного макета. 20 августа его впервые предъявили комиссии под председательством Е.В. Агокаса. Одобренный в целом, макет потом несколько раз дорабатывали и предъявляли повторно. К 23 октября на макете уже установили почти все оборудование и вооружение, включая пулеметную турель Тур-6.
К концу января 1928 г. уточненный проект был готов. 1 февраля его утвердил НТК УВВС, 6 февраля - руководство Авиатреста.
Согласно плану опытных работ на 1927-28 гг. требовалось изготовить один образец Р-5 для статических испытаний и два летных. Испытания планировали начать с 1 апреля 1928 г. Но к этому сроку уложиться не успели. Причинами стали и переделки по требованиям УВВС, и перегрузка маленького КБ другими работами, и необходимость приобретения некоторого оборудования и полуфабрикатов за рубежом. Так, колеса заказывали во Франции, мотор, прицелы и часть приборов везли из Германии, трубы легированной стали для шасси - из Англии.
Первый самолет выпустили на аэродром в конце августа. Своего летчика на заводе не было, и при необходимости приглашали пилотов из разных организаций. Чаще всего старались договориться с М.М. Громовым. Так поступили и в этот раз, причем из-за его занятости даже отсрочили первый полет. Машина поднялась в воздух 25 августа 1928 г. Громов провел всю программу заводских испытаний, на которых самолет летал без вооружения и части оборудования.
6 октября первый Р-5 попытались передать на Госиспытания в НИИ ВВС, но его не приняли, насчитав 29 дефектов. 26 октября самолет закатили в заводской ангар для доработок. В начале ноября его вернули в НИИ ВВС. На Р-5 совершил пробный полет В.О. Писаренко, затем быстро прошли повторные заводские испытания.
5 ноября самолет официально приняли в НИИ, а полеты начались с 22 ноября. Экипаж состоял из летчика Писаренко, летнабов Шаурова и Бакина, летавших попеременно. В горизонтальном полете удалось достичь максимальной скорости 208 км/ч, что было в пределах требуемого, а потолок 6060 м оказался меньше заданного. В отчете отмечалось, что при скорос1и более 200 км/ч самолет теряет путевую устойчивость - «виляние хвоста происходит с зажатой ножной педалью». Существенным дефектом являлось то, что руля высоты на посадке не хватало. Кроме того, из-за малого выноса шасси самолет имел тенденцию к капотированию. Летчик плохо видел вперед через мутный целлулоид козырька. Костыль был недостаточно прочен: его сломали в самом начале испытаний, на следующий день отремонтировали и опять согнули. Но было и хорошее. Длинный список недостатков в отчете неожиданно завершался мажорной нотой: «Одновременно с этим НИИ отмечает наличие… приятности в управлении самолетом».
Первый экземпляр самолета Р-5 на Государственных испытаниях. НИИ ВВС, осень 1928 г. На врезке - оперение этого самолета с килем характерной формы
Первый Р-5 15 января 1929 г. опять вернули заводу для доработок. После их окончания новый заводской летчик Б.Л. Бухгольц совершил на Р-5 несколько полетов. В рапорте он написал: «Самолет приятен в пилотировании и благодаря своей устойчивости не утомителен для пилота». Маневренность Бухгольц оценил как «весьма удовлетворительную».
Для улучшения путевой устойчивости решили нарастить вертикальное оперение и одновременно увеличить площадь рулей. Роговую компенсацию руля направления уменьшили по площади на 40%, а киль, наоборот, увеличили на 20%. При этом передняя кромка киля стала прямой, а не вогнутой. Ввели роговую компенсацию руля высоты, что уменьшило размеры стабилизатора. Вооружения на машине по-прежне- му не было, за исключением турели Тур-6бис под два пулемета «Льюис» обр. 1924 г. Доработки сделали самолет примерно на 30 кг тяжелее.
11 июня 1929 г. первый Р-5 приступил к дополнительным испытаниям в НИИ ВВС. Общий вывод о машине был благожелателен: «По сравнению с предыдущими испытаниями… летные качества ее улучшились…». Максимальная скорость чуть упала, а потолок возрос. «Самолет очень летуч и скорость теряет медленно», - отметил Писаренко. Устойчивость машины оценивалась как хорошая. Некоторая ее потеря («виляние», как тогда писали) начиналась лишь со скорости 270 км/ч, достигаемой только на пикировании. Тенденция к сваливанию не проявлялась. Самолет входил в штопор неохотно, правда, выходил из него с запаздыванием, но это сочли допустимым. Взлет и посадка давались просто, хотя садиться было немного сложнее, чем на Р-1. Обзор из кабин нареканий не вызывал. Вообще участникам испытаний машина понравилась.
Р-5 сравнивали с импортными самолетами Фоккер CVE, Бреге Br 19В2 и отечественным Р-ЗЛД. Превосходя все их по взлетному весу и скорости, он продемонстрировал хорошую маневренность и неплохую скороподъемность.
Конечно, выявили и недостатки. Опять отметили тенденцию к капотированию на посадке. Выхлопные газы попадали в открытые кабины. Разбалтывались панели капота. Отсутствовал дренаж для слива скопившейся в фюзеляже воды, что могло привести к быстрому загниванию древесины. Управление в кабине летнаба оказалось неудобным (слишком высоко подняли педали), к тому же там стоял лишь макет приборной доски.
Затем на первом Р-5 начали отрабатывать программу эксплуатационных испытаний в 84-м отряде в Смоленске. Машиной остались довольны, хотя помучились с постоянной течью радиатора. В амортизаторах шасси резиновые пластины из-за низкого качества быстро сминались и смещались относительно друг друга. Однако за время испытаний произошла лишь одна существенная поломка - 21 сентября в воздухе оторвался зализ киля.
Одновременно в НИИ ВВС проводили облет второй машины. В целом она соответствовала предыдущей, но имела французский карбюратор Зенит 60DC вместо BMW. Вооружение смонтировали полностью, радиостанция все еще отсутствовала, а вместо фотоаппарата стоял макет. Костыль сделали слишком жестким, и он почти не амортизировал, что позже привело к быстрому изнашиванию его пятки.
Машину предъявили военной приемке 18 июня 1929 г., с отставанием от плана на 2 месяца. Самолет не приняли, потребовав пристрелки пулеметов, что задержало испытания еще почти на месяц. Лишь 11 июля второй Р-5 совершил в НИИ ВВС первый полет. В ходе его разрушился левый распредвал мотора, пришлось срочно садиться. Уже на земле обнаружили, что вдобавок раздуло маслобак из-за отсутствия дренажа.
29 июля летные испытания возобновились, и они шли до 29 августа. Полеты оставили вполне положительное впечатление у летчиков В.О. Писаренко и B.C. Волковойнова, которые дали очень благоприятное заключение. Несмотря на некоторое увеличение веса, переделка мотоустановки принесла свои результаты. В отчете записали: «…летные качества значительно повысились и полностью удовлетворяют предъявленным техническим требованиям». Правда, пробег остался слишком большим.
Второй самолет испытывали в двух вариантах: как разведчик и как легкий бомбардировщик, причем бомбовая нагрузка доходила до 800 кг - намного больше, чем предусматривалось заданием (250-300 кг). Под фюзеляжем поставили балки для бомб калибром до 250 кг, скопированные с французского образца (потом их приняли на вооружение под обозначением Дер-13). Значительное увеличение нагрузки не прошло бесследно, появились деформации нижнего крыла. Поэтому предложили усилить передний лонжерон и поставить бобышки в местах установки бомбодержателей.