Близкое расположение двух ТРД заставило конструкторов задуматься о принудительном охлаждении как самого двигательного отсека, так и нижней части фюзеляжа, которая находилась непосредственно под воздействием реактивных струй. Для охлаждения двигателей на фюзеляже установили три небольших воздухозаборника. Поступающий из них воздух, проходя под капотами, охлаждал двигательный отсек.
Охлаждение нижней части фюзеляжа за реданом оказалось сложной проблемой, ведь газы за соплом имели температуру около 700° С, а максимально допустимый нагрев алюминиевых сплавов конструкции не мог превышать 100-120° С. Конструкторы решили сделать нижнюю обшивку двойной. Первый лист дюраля 0,5 мм крепился к силовому набору фюзеляжа. Второй лист играл роль теплового экрана и изготавливался из жаропрочной стали толщиной 1,2 мм. Экран крепился к фюзеляжу стальными скобами так, чтобы между ним и обшивкой оставался зазор 15 мм. Образовавшееся пространство продувалось забортным воздухом, который поступал через два воздухозаборника на боковой поверхности фюзеляжа, установленных под крылом в районе закрылков. Отработанный воздух выходил через два десятка прорезей, прозванных «жабрами», на плоской части экрана в районе хвостового оперения.
Воздухозаборник для двигателей устроили в носовой части фюзеляжа. Поступающий воздух разделялся центральной перегородкой на два потока и по независимым каналам напрвлялся к диффузорам — конической формы трубам, присоединенным к входным устройствам ТРД. Форма и длина каналов с диффузорами не приводила к большим потерям давления, поэтому разница в тяге между двигателем на стенде и двигателем на самолете обещала быть незначительной. В конструкции диффузора предусматривался отвод воздуха для охлаждения маслорадиаторов.
В перегородке воздухозаборника планировали разместить крупнокалиберную пушку, теперь уже целых 57 мм, с боезапасом 20 снарядов. Еще две 23-мм пушки устанавливались под воздухозаборником.
Форма хвостового оперения не изменилась. Приподнятый стабилизатор выводился из спутной струи крыла на больших скоростях. Осталась прежней и схема шасси — трехстоечная, с носовым колесом. Она исключала воздействия горячих газов на ВПП, а также существенно улучшала обзор из кабины при рулении, во время взлета и посадки. Кабина летчика закрывалась каплевидным фонарем. Радио и другое оборудование находилось в отсеках перед кабиной и за креслом летчика.
Проектирование нового истребителя закончили осенью 1945 г. Началось изготовление макета и опытной машины. Всего планировали построить три опытных образца: «Ф-1», «ф-2» и «Ф-3».
В декабре сборка первого экземпляра И-300 («ф-1») завершилась, и его передали на заводские испытания. На доводку систем и доработки конструкции ушло почти 3 месяца. Основные трудности встретились во время отработки силовой установки и теплозащитных экранов. Трофейные двигатели BMW 003 хоть и прошли полную переборку, запускались и работали плохо, а их ресурс составлял всего 10 ч. Кроме того, пришлось усиливать хвостовую часть машины, которая на статических испытаниях деформировалась при нагрузке всего лишь 40% от расчетной.
Как это часто бывало, официальное решение правительства по созданию новой техники появилось с запозданием. Только 26 февраля 1946 г. вышло постановление СНК СССР №472-191, в котором каждому конструкторскому бюро было сформулировано техническое задание на самолеты с трофейными двигателями. От ОКБ-155 требовалось построить 3 экземпляра истребителя и предъявить первый из них на испытания 15 марта 1946 г. Максимальная скорость машины у земли должна была составлять 900 км/ч, а на высоте 5000 м — 910 км/ч, время набора высоты 5000 м — 4 мин, потолок —13000 м, дальность полета — 820 км. Вооружение включало одну 57-мм или 37-мм пушку и две 23-мм.
Летчик-испытатель А.Н. Гринчик возле опытного истребителя И-300 «Ф-1»
23 марта 1946 г. самолет разобрали и перевезли в ЛИИ г. Жуковский. Транспортировка осуществлялась на двух грузовиках. Фюзеляж прикрепили на жесткой сцепке к автомобилю, и он катился на собственных колесах. Крыло и стабилизатор перевозили отдельно. Погода была плохой, снежные заносы на дорогах затрудняли передвижение. В дальнейшем для такого случая разработают транспортировку МиГ-9 на санях, и в руководстве по эксплуатации машины появится следующая инструкция: «В отдельных случаях очень удобным способом оказывается способ транспортировки самолета на санях. Самолет необходимо прикрепить проволокой, тросами или веревками за стыковочные узлы на фюзеляже к скобам и брусьям саней. Буксировочный трос прикрепить к кольцам, вмонтированным в концы полозьев». Но в холодный мартовский день испытателям было не до саней, с большим трудом они доставили самолет на аэродром.
После сборки и проверки работоспособности систем самолета, 12 апреля 1946 г. летчик-испытатель А.Н. Гринчик выполнил газовку двигателей и начал производить рулежки. 15 апреля он совершил небольшой подлет. Через 4 дня Гринчик сделал несколько скоростных пробежек. Разгоняя И-300, он «подскакивал» на высоту до 4 м. Дальность подлета составляла 400-450 м. Управляемость истребителя была удовлетворительной, и его начали готовить к первому полету.
Во время работы ТРД реактивная струя создавала разрежение под хвостовой частью И-300, что приводило к появлению кабрирующего момента. Эту особенность реданной компоновки нужно было учесть перед первым полетом, и конструкторы задали достаточно большую переднюю центровку в 25,8% САХ. Для этого фюзеляжные баки были заправлены по максимуму, а вместо еще отсутствовавшей 57-мм пушки и снарядов поставили грузы. Продолжительность полета, а следовательно, и выработка топлива, должна была быть небольшой, поэтому посадочная центровка могла отличаться от взлетной всего на 2%.
24 апреля 1946г. в 11 ч 12минА.Н. Гринчик совершил на И-300 первый успешный полет продолжительностью 6 мин. Вот как описывает это историческое для авиации СССР событие конструктор Е.Г. Адлер из «конкурирующего» ОКБ Яковлева: «Вдень, назначенный для первого полета, 24 апреля 1946 года, Як-15 стоял в готовности на аэродроме ЛИИ с самого утра. Но с КП нам сообщили, что в первой половине дня действует запрет на полеты в связи с крупномасштабными воздушными тренировками авиационных соединений, занятых подготовкой к первомайскому параду. Звоню Главному. Он отвечает:
— Что же, подождите.
... Когда Микоян узнал о запрете, он сам связался с командующим авиацией Московского военного округа, который любезно ответил:
— Для вас, Артем Иванович, всегда готовы сделать исключение.
И вот, к нашему удивлению, стоявший по соседству с нами МиГ-9 преспокойно выруливает на старт, разбегается, взлетает, делает круг над аэродромом и прекрасно приземляется. Когда мы позвонили на КП, нас тоже выпустили в полет, но История была уже сделана: первым советским реактивным самолетом стал МиГ-9».
В своих воспоминаниях Адлер обращает внимание на еще один важный момент. Перед выходом на летные испытания в ЦАГИ должны были производить продувку самолета в натурной аэродинамической трубе. Як-15 эту продувку с включенным двигателем прошел, а вот И-300 — нет. Заключение по самолету Микояна было написано на основе продувки Як-15, без реальных испытаний. Это позволило ОКБ-155 из отстающих перейти в разряд лидеров «реактивной гонки». Продувки И-300 в натурной трубе начнутся только в мае, когда туда перевезут опытный образец «Ф-2». Работа в трубе пройдет с «шероховатостями». Инженерам придется трижды менять один ТРД по причине несимметричности тяги силовой установки.