Частое использование обозначения И-152 для определения И-15бис заставляет выделить описание самолета в отдельную небольшую главу. История появления обозначения связана с проектом И-153. Эта машина поначалу предполагалась как эталон И-15бис на 1938 г., отличающийся убираемым шасси и индивидуальными выхлопными патрубками. Двигатель М-62 указывался как перспективный, однако строить первые машины предполагалось с М-25В. В процессе работы Поликарпов вновь вернулся к схеме «чайка», в которой развал верхнего центроплана по сравнению с ранней машиной увеличился.
В окончательном варианте предполагаемый эталон на первую половину 1938 г. стал называться И-152. Его основные отличия от И-15бис были следующими:
1. Моторама для уменьшения вибрации силовой установки была оснащена двойной системой амортизаторов.
2. Для запуска двигателя на земле установили воздушный самозапуск.
3. Индивидуальные выхлопные патрубки выходили на уширенное кольцо Тауненда.
4. Топливный бак протектированный, емкостью 270 л вместо 315 л на И-15бис.
5. Козырек с плоскими гранями для установки прицела ПАК-1.
6. Новый способ крепления полотняной обшивки (метод Лисовского).
Летом 1938 г. И-152 поступил в НИИ ВВС, где его испытывали с 3 июня по 29 июля. В отчете по испытаниям говорилось, что этот истребитель как эталон первой половины 1938 г. запоздал с появлением на полгода. Разворачивать его производство нецелесообразно. Наиболее актуально с начала 1939 г. приступить к выпуску истребителя И-153.
Первый опытный И-15бис. Начало испытаний, лето 1937 г.
И-15бис № 3358 из состава войсковой серии. Осень 1937 г.
В полете — серийный И-15бис в стандартной окраске до 1937 г.
Несмотря на то, что в 1937 г. завод № 1 выпустил несколько десятков И-15бис (в ряде документов упоминаются 100 строящихся экземпляров при плане 270), эти машины засчитали в план следующего года. В 1938 г. И-15бис стал основной продукцией указанного московского предприятия — все остальные задания были сняты. Количество изготовленных истребителей — 1104 экземпляра — впечатляет. Даже горьковский авиазавод № 21, в течение ряда лет специализирующийся на выпуске И-16 и УТИ-4, построил чуть меньше — 1070 экземпляров.
В 1939 г. И-15бис выпускали совместно с И-153 «Чайка». Переход с одного типа на другой поквартально выглядел следующим образом:
| I кв. | II кв. | III кв. | IV кв. | |
| И-15бис | 542 | 557 | 167 | 35 |
| И-153 | 18 | 25 | 311 | 657 |
Всего в 1939 г. изготовили 1303 И-15бис в следующих вариантах:
50 экз. — оборудованы для установки подвесных баков (4x50 л.);
16 экз. — оборудованы установками PC;
10 экз. — оборудованы турбокомпрессорами;
8 экз. — оборудованы системой пирозапуска двигателя;
27 экз. — оснащены двигателями М-62;
1190 экз. — оснащены двигателями М-25В;
2 экз. — двухместные истребители ДИТ.
На этом производство И-15бис на авиазаводе № 1 закончилось. Согласно заводским отчетам, общее количество «бисов», без учета самолетов ДИТ, составило 2403 машины. Вполне вероятно, что в начале 1940 г. еще несколько И-15бис собрали из задела, что привело к некоторому увеличению суммарного производства. Очевидно, этим обстоятельством можно объяснить существование еще одного количества произведенных И-15бис — 2408 экземпляров.
В 1938 г. турбокомпрессоры типа ТК-1 адаптировали для установки на двигатели М-25В, после чего оборудовали один опытный И-15бис № 3687. По одному ТК-1 установили с двух сторон двигателя таким образом, чтобы они минимально выступали за обводы капота. Турбокомпрессоры приводились в действие выхлопными газами двигателя, для чего каждый из них соединялся с коллектором, объединяющим четыре цилиндра.
Испытания И-15бис № 3687 начали весной 1939 г. в Евпатории, а закончили в августе на аэродроме НИИ ВВС. Сравнение с обычным И-15бис выглядело следующим образом:
| И-15бис | И-15бисТК | |
| Макс, скорость на Н = 2000 м(км/ч) | 353,5 | 334,5 |
| Макс, скорость на Н = 8200 м (км/ч) | 319,5 | 394 |
| Время набора 2000 м (мин) | 2,34 | 3,45 |
| Время набора 8000 м (мин) | 17,4 | 15,65 |
Летом 1939 г. на авиазаводе № 1 построили опытную серию И-15бис М-25В ТК для прохождения войсковых испытаний. Борта фюзеляжа за выхлопным патрубком турбокомпрессора на этих самолетах обшили стальным листом, дюралевую обшивку продолжили за кабину пилота. Машины отличались воздушными винтами с уширенными лопастями и увеличенными маслорадиаторами. Весили два ТК-1 производства завода № 24 60 кг.
Первая эталонная машина № 5975 попала на аэродром 29 августа 1939 г. За ней в течение сентября изготовили еще 9 И-15бис М-25В ТК (зав. №№ 5968, 5974, 5976, 5977, 5978, 5979, 5980, 5981, 5982), которые проходили заводские испытания до 2 октября 1939 г. Признавалось, что силовая установка с турбокомпрессорами работает надежно на всех режимах до 10000 м. Использование ТК подняло рабочие высоты И-15бис с 4-5 км до 7,5-8,5 км. Общее мнение гласило, что установка ТК особой технической сложности не представляет и ее можно производить силами техсостава строевых частей, поэтому предлагалось оборудовать по три И-15бис ТК на один истребительный полк для осуществления тренировочных полетов. Однако даже с турбокомпрессорами И-15бис уступал И-16 и И-153, поэтому в дальнейшем от этой идеи отказались.
После прохождения в 1938 г. успешных испытаний И-15, оборудованного гермокабиной конструкции А.Я. Щербакова, подобное устройство решили установить на И-15бис. Основным условием при этом явилось обеспечение боеспособности самолета — он был стандартно вооружен, оборудован 8-мм бронеспинкой. Конструкция И-15бис после установки гермокабины потяжелела на 69 кг, взлетная масса составляла (в зависимости от загрузки) 1752-1685 кг. И-15бис ГК (зав. № 3710) проходил Госиспытания в НИИ ВВС с 29 августа по 4 октября 1939 г. Летал летчик Федоров, по мнению которого существенным недостатком данной гермокабины являлась невозможность ее открытия в случае вынужденного покидания на скорости свыше 150 км/ч.
4 октября 1939 г. произошла катастрофа. В ходе рулежки по аэродрому НИИ ВВС И-15бис ГК, пилотируемый летчиком Б.П. Кощавцевым, столкнулся с испытываемым польским бомбардировщиком PZL Р-37 «Лось», в результате чего Кощавцев погиб.
Опытный истребитель И-152 во время испытаний. 1938 г.
И-15бис ТК. Госиспытания, конец 1939 г.
Вид на ТК-1, установленный по левому борту