Первый опытный У-2 с прямоугольным крылом во время испытаний в июне 1927 г.
Статические испытания самолета начались 20 апреля и продолжались до конца мая 1927 г. Результаты их утвердил Научный комитет Управления ВВС 23 июня 1927 г. Самолет был полностью готов к первым числам июня, и 17-го числа его вывели на аэродром. После проведения пробных запусков капризного мотора 24 июня 1927 г. летчик-испытатель Михаил Михайлович Громов впервые поднял учебную машину в воздух. По сообщению Громова, У-2 полностью соответствовал своему предназначению и он «проделал все, что только можно было сделать на этом самолете».
Дальнейшие испытания первого опытного У-2 неоднократно задерживались проблемами с М-11 - перегревом масла и перебоями в работе при подъеме на высоту свыше 1000-1500 м. Указанные неисправности в основном удалось устранить совместными усилиями ГАЗ № 4 и ОСС ЦКБ в середине августа. Заводские испытания закончили в начале сентября 1927 г., после чего самолет передали в НИИ ВВС, где он испытывался вплоть до 20 октября. За исключением скороподъемности, самолет полностью удовлетворял требованиям ВВС, поэтому последовало решение о выпуске опытной серии У-2 М-11. Однако неожиданно против выступил конструктор самолета Н.Н. Поликарпов. Оказывается, еще с конца июля 1927 г. он начал проектировать 2-й экземпляр У-2, в котором использовал многие удачные наработки своего более раннего самолета П-2. Конструкцию машины пересмотрели в сторону уменьшения веса и улучшения обводов, а коробку крыльев по требованию НТК УВВС сделали более прочной. В сечении крыла использовали более тонкий, 8%-ный профиль ОСС ЦКБ 2, который впоследствии стал именоваться ЦАГИ 541. В новом варианте У-2 мог без затруднений исправить претензии к низкой скороподъемности и выполнял требование УВВС забираться на высоту 2000 метров за 13 минут.
Второй опытный экземпляр У-2 с эллиптическими законцовками крыльев во время испытаний в феврале 1928 г.
Построили второй экземпляр У-2 достаточно оперативно, однако его появление на аэродроме задержалось по причине отсутствия двигателя. Первый образец М-11 отправили на ГАЗ № 4, где с учетом всех доводок и изменений построили новый экземпляр.
Согласно имеющейся переписке по испытаниям самолетов, второй опытный У-2 оправили на аэродром 16 января 1928 г., и в один из последующих дней он впервые поднялся в воздух. Однако в отношении даты первого полета имеются и другие свидетельства. Вадим Борисович Шавров записал такую версию: «Очень трудно было нам, историкам авиации, в 50-х годах выяснить точную дату первого полета самолета У-2 в его окончательном варианте, пошедшем потом в массовое производство. Документальные материалы в различных архивах обнаружить не удалось, известно было только, что это было или в самом конце 1927 г., или же в самом начале 1928 г. Летчик-испытатель М.М. Громов не помнил даты. В одном письме Н.Н. Поликарпова нашлась фраза, что в день Рождества Господь послал ему радость - был удачный полет нового самолета. Это дата 7 января 1928 г.».
В период заводских испытаний Михаил Громов проверил У-2 на управляемость и пилотаж. Все фигуры самолет выполнял нормально, в штопор входил с затруднением, из штопора выходил легко. Впрочем, официальный отчет по испытаниям учебной машины Громов готовить не стал, так как работал в ОСС по совместительству, и полноценный отчет ему следовало готовить в НИИ ВВС.
Государственные испытания в НИИ провели в марте 1928 г. Самолет с полетным весом 870 кг, нагрузкой на крыло 25,85 км/м2 летал с максимальной скоростью 140 км/ч, посадочная скорость составила 60 км/ч. По этим и другим показателям У-2 полностью соответствовал тактико-техническим требованиям, оценка пилотов была единодушно положительной, поэтому было принято решение о массовом серийном производстве нового учебного самолета.
Второй опытный экземпляр У-2 осенью 1928 г. на 3-й Международной авиа выставке в Берлине. Сразу за ним установлена авиетка «Буревестник», далее, с красными крестами на крыльях, санитарный К-4 и АНТ-3 ЦАГИ. Приподнят на подставке самолет «Три друга» С.Н. Горелова, А.А. Семенова и Л.И. Сутугина.
В заключение истории второго опытного экземпляра отметим, что осенью 1928 г. этот У-2 направили на 3-ю Международную авиационную выставку в Берлине, открывшуюся 8 октября. Это была первая выставка, на которой демонстрировались советские самолеты. Кроме У-2, на площадке, отведенной СССР, находились санитарный К-4 К.А. Калинина, участник дальних перелетов, разведчик Р-3 (АНТ-3) ЦАГИ, авиетки «Буревестник» В.П. Невдачина и «Три друга» С.Н. Горелова, АА. Семенова и Л.И. Сутугина.
НАЧАЛО СЕРИЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА И ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯВ качестве завода-изготовителя У-2 выбрали ленинградский авиазавод № 23, на котором уже в течение нескольких лет строили учебные самолеты. В 1929 г. 23-му заводу предстояло построить 70 У-2, выпуск У-1 сворачивали, этих машин запланировали выпустить всего 50 штук.
Согласно воспоминаниям авиационного конструктора А.С. Москалева, работавшего тогда на заводе № 23, при запуске У-2 в серию не существовало полного комплекта рабочих чертежей, уточненного расчета прочности многих деталей, работы велись по образцам и даже по памяти рабочих. Период, когда Москалеву вдвоем с инженером О.Н.Розановым пришлось заниматься оформлением необходимой документации на самолет, он описал так: «Работали мы, как говорится, «не покладая рук». На весь завод всего два инженера-расчетчика(!). За всем, что от нас требовала жизнь завода, мы старались успеть. Главный двигатель - это увлеченность делом. Ведь авиация была еще совсем молода, и имелось много «белых пятен» в нашей работе. Мы старались «стереть» их своими силами - это свойственно молодости. Нам многое удавалось. В конце 1928 г. появился наш отечественный учебный самолет У-2 конструкции Н.Н. Поликарпова. Самолет строился массовой серией вместо У-1. Детальных расчетов опять не было, а детали конструкции самолета менялись применительно к особенностям производства. Снова пришлось нам с Розановым рассчитывать аэродинамику самолета и прочность конструкции.
Первый полный и детальный расчет самолета У-2 был сделан нами. По самолету У-2 отсутствовала даже спецификация деталей. Делать их было некому, и мы взялись и за эту малоинтересную работу. Отчасти и из «коммерческих» соображений. Нужно было определить вес детали, размеры и вес заготовки. За это в то время платили, за «строчку» - 30 коп., видимо, нормировщику было трудно скалькулировать расценки. Работа была сверхурочная, мы с Розановым сидели по вечерам и настолько «наловчились», что заработали, на наш взгляд, «уйму» денег - что-то несколько сотен рублей».
Первые серийные У-2 начали поступать в летные школы в 1930 г. Несмотря на отдельные недостатки, присущие всякому новому образцу, самолет сразу получил высокую оценку как инструкторов, так и курсантов. Обучение на нем оказалось действительно более эффективным, в частности, заметно снизился процент курсантов, отчисленных за неспособность к летному делу.
К наступлению нового, 1931 г. авиазавод № 23 произвел полторы сотни учебных У-2. Значительная их часть, 81 экземпляр, по состоянию на 1 января 1931 г. числилась в ВВС Красной Армии.
Далее выпуск новых самолетов заметно вырос. За первые 3 года производства в Ленинграде построили около 1400 У-2. Это позволило почти полностью заменить износившиеся бипланы У-1 в учебных заведениях ВВС и ГВФ, а часть передать в летные школы Осоавиахима. В ГВФ тогда функционировали три летных школы: в Батайске, Тамбове и Балашове, которые получили несколько десятков У-2. Львиная доля аппаратов поступила в ВВС, где в январе 1933 г. для обучения использовались 597 У-2. Распределение этих самолетов выглядело следующим образом: