Туполевцы разработали проект 12-моторного 70-тонного самолета АНТ-26 (ТБ-6) с экипажем из 17 человек и его транспортного варианта АНТ-28. Этот самолет должен был иметь размах крыльев 95 м, площадь — 800 кв. м, скорость — до 300 км/ч. Делались прикидки летающих монстров с размахом крыла до 200 м.
Однако век тихоходных невысотных гофрированных гигантов миновал. Развитие зенитной артиллерии, истребительной авиации заставило использовать тяжеловесные воздушные дредноуты как транспортные и пассажирские самолеты.
Дальнейшее развитие получила в СССР концепция легкого истребителя, впервые воплощенная в самолете И-5.
До 1933 года во всех странах истребители были преимущественно бипланами или полуторапланами, относительно легкими по массе и высокоманевренными. Затем появился истребитель-моноплан, обладавшей большей скоростью, но пониженной маневренностью по сравнению с бипланом. В связи с этим родилась идея боевого взаимодействия дополняющих друг друга машин разных типов. Скоростные монопланы должны были догонять и перехватывать противника. Менее быстрые, но более маневренные бипланы — уничтожать его в воздушном бою. Маневренные истребители вели в бой в горизонтальной плоскости, отсюда большое значение имел наименьший радиус виража, необходимый для захода в хвост противнику.
Совершенствование маневренных истребителей осуществлялось последовательным развитием бипланной схемы на основе улучшения аэродинамики компоновки, при сохранении сравнительно небольшой удельной нагрузки на крыло, и применением все более мощных и высотных моторов. Тем самым обеспечивался прирост максимальной скорости, повышение высотности, скороподъемности и потолка и при отличных маневренных качествах самолета.
Применение монопланной схемы с одновременным уменьшением площади крыла и применением более тонких аэродинамических профилей позволяло резко снизить сопротивление. Одновременно были применены убирающиеся в полете шасси и гладкая жесткая обшивка планера. Площадь крыла при заданной массе была уменьшена в 2–2,5 раза. Это привело к возрастанию удельной нагрузки на крыло с 70–100 кг/кв. м у тяжелых монопланов начала 1930-х годов до 140–170 кг/кв. м у скоростных монопланов. В результате полное сопротивление снижалось в 1,5–2 раза, скорость полета возрастала на 20–30 % при неизменной мощности двигателя и высоте полета. Переход на скоростной моноплан стал возможен и благодаря применению новых материалов и технологий. В самолетостроении стали широко применяться плакированный дюралюминий, высокопрочные стали, легкие сплавы повышенной прочности облагороженная древесина и др.
Негативным фактом перехода на схему скоростного моноплана стало сваливание на крыло на больших углах атаки, рост взлетной и посадочной скоростей в связи с возрастанием удельной нагрузки на крыло, увеличение времени выполнения виража. С другой стороны, достигнутые к 1932–1933 годам мощности авиационных двигателей не давали первым скоростным истребителям никаких преимуществ в вертикальных скоростях и в скоростях набора высоты перед маневренными бипланами.
Поэтому некоторое время два вида истребителей развивались параллельно.
В октябре 1933 года начались летные испытания новой машины Поликарпова (сумевшего заинтересовать ею Якова Алксниса и получить под свое начало персональную бригаду) — одностоечного полутораплана смешанной конструкции ЦКБ-3 (крылья — деревянные с полотняной обшивкой, фюзеляж — сварной из хромомолибденовых труб, оперение — дюралевое), именовавшегося впоследствии И-15. Верхнее крыло было выполнено по схеме «чайка». Нововведение не только улучшило обзор из кабины летчика, уменьшило лобовое сопротивление, но и резко увеличило маневренность. Примыкавший к фюзеляжу центроплан создавал столь значительную боковую поверхность, что самолет мог лететь буквально «на боку», с креном 90 градусов. В замысле предполагалось также внедрить убираемое шасси и закрытый фонарь кабины, но реализовать эти идеи на практике не удалось.
С закупленным в США двигателем Райт «Циклон» истребитель, весивший 1370 кг, на высоте 3000 м развивал скорость 360 км/ч. По маневренности на горизонтали он не имел себе равных: время выполнения виража — 8,5 секунды — рекордно малое для истребителя. Вооружение состояло из двух-четырех пулеметов ПВ-1. Правда, легкость конструкции в какой-то мере оказалась достигнутой в ущерб качеству, а заказчик выражал сомнения в оправданности крыла типа «чайка», которое, по его мнению, недопустимо затрудняло обзор при взлете и прицеливании, вело к ухудшению путевой устойчивости. Но летчики сразу полюбили самолет именно за его устойчивость на всех режимах, простоту пилотирования, легкость выполнения фигур и отличные взлетно-посадочные качества. Показателен отзыв знаменитого испытателя M.JT. Галлая: «Это был очень легкий по весу, исключительно хорошо управляемый самолет, обладавший поразительной способностью устойчиво держаться в воздухе едва ли не в любом положении».