Все летчики единодушно отмечали высокие пилотажные качества самолета. Несмотря на значительное количество выявленных дефектов, вызванных ускоренным проектированием, сомнений у заказчика в перспективности машины не было, и она в том же году была запущена в серийное производство. При этом следует отметить, что И-26 очень быстро совершенствовался, а некоторые его узлы, став типовыми, применялись на более поздних самолетах прославленного ОКБ.
Самолет, имея скорость на 100 км/ч больше, чем у основного истребителя ВВС РККА И-16, оказался значительно проще в пилотировании, что было настоящим открытием, обещавшим повышение безопасности полета и доступность для его освоения летным составом. Вместе с тем имелось немало и дефектов, которые следовало устранить до поступления истребителя в строевые части. Впрочем, это было свойственно и всем остальным новым самолетам.
В сентябре 1940 года на аэродром выкатили третий прототип И-26-III с усиленным планером, что позволило снять ограничения по скоростному напору и перегрузке. Кроме этого, для повышения критической скорости флаттера в носке несущей поверхности расположили 16-кг грузы, доработали подвижную часть фонаря кабины пилота, облегчив его открытие в полете, и врезали дополнительные лючки для доступа к водорадиатору и к амортизационной стойке хвостовой опоры шасси.
Одновременно перекомпоновали стрелково-пушечное вооружение, что позволило довести боекомплект к ШКАСам до 750 патронов, а к пушке – до 135. Правда, впоследствии боезапас снизили, но об этом речь впереди.
В ходе государственных испытаний И-26-II выяснилось, что стреляные гильзы и звенья патронных лент пулеметов попадали в воздухозаборник водорадиатора. В итоге пришлось защитить последний металлической решеткой, а для сбора гильз и звеньев от пушки предусмотрели соответствующий мешок – гильзо-звеньесборник.
Естественно, машина заметно потяжелела, а шасси было рассчитано на взлетный вес 2300 кг. Поэтому на время испытаний пришлось ее облегчить, отказавшись от бронеспинки, радиостанции и сопутствующих ей мачте антенны, электрогенератора, аккумулятора и металлизации, защищающей радиосвязь от помех. Ограничили и запас топлива. Взлетный вес в такой комплектации на государственных испытаниях составил 2801 кг.
В ходе заводских испытаний 2 октября 1940 года на высоте 4600 метров была зафиксирована скорость горизонтального полета 575 км/ч, и спустя пять дней машину передали в НИИ ВВС.
Восемь дней ушло на подготовку истребителя к испытаниям. Его взвешивали, определяли центровку, устанавливали самописцы и 13 октября приступили к тестированию. Поскольку ограничения по скоростному напору и перегрузке были сняты, то приступили к пикированию, проверке штопорных свойств и выполнению фигур сложного и высшего пилотажа, определению запасов устойчивости, отстрелу оружия. На это ушел ровно месяц. Когда испытания подходили к концу, 7 ноября самолет продемонстрировали во время традиционного военного парада над Красной площадью.
Серийный И-26 (заводской № 0201, завод № 301), аварийная посадка 28 октября 1940 года, во время сдаточных испытаний. Летчик М.И. Иванов
Как следует из отчета по результатам испытаний, утвержденного 9 декабря 1940 года, «И-26-III с мотором М-105П и винтом ВИШ-61 <…> прошел государственные испытания удовлетворительно, но недоведенность конструкции самолета (шасси, воздушная система), ВМГ (перегрев масла, плохая работа карбюраторов на оборотах мотора 1600–1900 об/мин), а также несоответствие специального оборудования ТТТ ВВС КА (отсутствуют радиооборудование, ночные посадочные средства, генератор, бензиномер) снижают летные, эксплуатационные и боевые качества машины».
Спустя месяц после начала заводских испытаний И-26-I Комитет Обороны при СНК СССР постановлением от 19 февраля 1940 года обязал завод № 301 построить в первом полугодии этого же года войсковую серию И-26 в количестве 25 машин. Освоение производства И-26 началось в январе 1940 года по указанию НКАП, еще до назначения А. С. Яковлева заместителем наркома. Более того, в соответствии с майскими 1940 года постановлениями правительства еще до начала государственных испытаний предписывалось освоить выпуск истребителей по образцу И-26-II на заводах № 126 в Комсомольске-на-Амуре и № 292 в Саратове. На внедрение новой машины заводам № 292 и 301 отвели два месяца.
Завод в Саратове начал сдавать серийные машины в конце 1940 года (16 истребителей), а в подмосковных Химках – 48. Их и направили в 11-й иап, дислоцировавшийся в подмосковной Кубинке.
Войсковые испытания И-26, выявившие еще ряд дефектов машины, усложнявших ее эксплуатацию, проходили с 4 по 14 октября 1940 года. В октябре того же года начальник Главного управления ВВС П. В. Рычагов докладывал Сталину:
«По Постановлению КО за № 206сс завод № 301 в 1940 году должен выпустить 100 <…> И-26 с подготовкой производства для выпуска 800 самолетов. По Постановлению КО за № 235сс завод № 292 в 1940 году должен выпустить 100 самолетов И-26 с подготовкой производства на выпуск 1500 самолетов в 1941 году. Постановлением КО № 193сс от 4 мая 40-го года во втором полугодии 1940 года на заводе № 126 должно быть организовано производство И-26 и подготовка кадров для завода № 30. Таким образом, вышеперечисленные Постановления обязывают НКАП в 1940 году сдать 200 <…> И-26 и подготовить крупный задел на 1941 год.
Тов. Яковлев считает невозможным выполнение работ на самолете И-26 до полного их соответствия Т. Т. Т., тем более что с ноября сего года завод № 301 должен перейти на выпуск УТИ-26, а с января 41-го года завод № 292 – перейти на производство самолета И-26У (улучшенного).
Таким образом, впредь, до перехода на улучшенный тип самолета И-26У, Главному Управлению ВВС будут поставляться истребители И-26 без рации и оборудования нейтральным газом; с винтом, не прошедшим госиспытаний, не оборудованные проводкой под подвесные баки, без бензиномера, без пневмоспусков управления огнем, посадочных фар и фотокинопулемета.
Вместе с этим заводом № 301 предполагается поставка самолетов с гарантийным сроком 100 летных часов и 5 месяцев хранения самолетов в ангарных условиях. Таких самолетов, по заявлению Яковлева, придется принять 200–220. Наиболее вероятным следует ожидать не менее 550 <…> И-26, так как по фактическому состоянию улучшенный <…> И-26У после постройки, госиспытаний и его доводки в лучшем случае будет запущен в серийное производство не раньше апреля 1941 года.
Исходя из изложенного, прошу о постановке в Комитете Обороны вопроса по определению количества и приема <…> И-26 в состоянии недоведенности и неполного соответствия Т. Т. Т.».
Незадолго до этого произошло еще одно событие: 2 октября СНК СССР и ЦК ВКП (б) приняли Постановление «Об увеличении дальности полета истребителей и постановке их производства на заводах». Согласно этому документу И-26, как и другие новые типы истребителей, должен был иметь скоростную дальность полета не ниже 1100 км. Одновременно предписывалось заводу № 292 в Саратове с января 1941 года перейти на производство И-26 с увеличенной дальностью, причем с разъемным крылом. Надо сказать, что причины появления этого постановления не раскрыты ни в одном доступном исследователям документе. Об этом нет и намека в мемуарах участников тех событий. Но понять это необходимо, что приводит к появлению различных предположений.