Кабину выполнили в виде сварного металлического «кокона» по форме и размерам фигуры сидящего летчика. Верхняя откидная часть представляла собой стальную полусферу с дюралевой оболочкой и прорезанными иллюминаторами. Необходимые жизненные условия в кабине поддерживались при помощи кислорода, поступавшего из 4-литрового баллона. Кислород поступал в кабину и смешивался с воздухом, который, в свою очередь, проходил через специальные регенерирующие патроны. Патроны выполняли роль поглотителей углекислого газа. Очищенная таким образом воздушная смесь поступала в переднюю часть кабины. Внутри поддерживалось постоянное, избыточное давление 0,2 атмосферы и температура около 10°С.
Испытания И-153 ГК велись с 20 по 30 июля 1940 г. Летчики, в числе которых был известный уже тогда Степан Супрун, отметили, что летные качества И-153 практически не изменились. Устойчивость машины, несмотря на смещение центровки назад более чем на 2%, осталась прежней. Обзор вперед за счет установки прицела ПАН-22 в специальном кожухе ухудшился, зато назад стал лучше, тем более, что вертеться в легком комбинезоне оказалось несравнимо легче, чем в толстом зимнем обмундировании.
Всего на «Чайке» с гермокабиной выполнили 11 полетов, 9 из них
Хотя по результатам испытаний рекомендовалось выпустить небольшое количество «Чаек» с гермокабиной для накопления опыта эксплуатации, серии не последовало и, по имеющимся у автора данным, И-153 № 6034 остался в единственном экземпляре.
И-153Б
Причиной появления этого проекта стало стремление отказаться от использования межкрыльевых лент-расчалок. Расчалки создавали дополнительное аэродинамическое сопротивление и, кроме того, требовали постоянного присмотра и регулировки. В новой модификации, обозначенной И-153Б, необходимую жесткость коробки крыльев обеспечивало нижнее крыло трапециевидной формы, с фанерной обшивкой и увеличенной корневой хордой. Сама идея представлялась оригинальной. Реализация легко осуществимой. А объем переделок базового самолета небольшим. Но преимущества также оказались невелики, поэтому строить новый самолет не стали.
И-153УД
Вынужденное стремление советской авиапромышленности к экономии металла стало причиной появления «Чайки», у которой фюзеляж частично выполнили из дерева. В самолете, получившем обозначение И-153УД (в некоторых документах И-153У.Д.), хвостовую часть фюзеляжа, начиная от 3-й рамы, выполнили в виде деревянного монокока. Такая конструкция была хорошо освоена промышленностью и применялась в истребителе И-16. Деревянные конструкции оказались тяжелее металлических на 8,4 кг, а по внешним обводам они были абсолютно идентичны.
Испытания И-153УД проходили с 30 сентября по 5 октября 1940 г. Летал П.Е. Логинов. В целом испытания прошли успешно, но воплощения в серии машина И-153УД не нашла в связи с прекращением серийной постройки базовой модели.
Варианты вооружения
Еще на стадии проектирования И-153 военные требовали установки на самолет крупнокалиберных пулеметов. Первый И-153 № 6021 с двумя 12,7-мм пулеметами ТКБ-150 (вместо двух верхних ШКАСов) проходил полигонные испытания в августе 1939 г. Каждый пулемет имел боезапас по 165 патронов. Для перезарядки на самолете установили дополнительный баллон со сжатым воздухом.
Чуть позже появился вариант с одним синхронным крупнокалиберным пулеметом ТКБ-150 (позже эти пулеметы в синхронном варианте получили обозначение БС — Березина синхронный) и двумя ШКАСами. Оружие испытали на И-153 № 6506 в феврале — марте 1940 г., и в таком виде самолет рекомендовали к запуску в серийное производство. Установка одного крупнокалиберного пулемета вместо двух (аналбгичная история с И-16 тип 29) объясняется тем, что в 1940 г. крупносерийное производство пулеметов ТКБ-150 еще не началось и на все самолеты их попросту не хватало. Осенью 1940 г. на полигоне под Кубинкой три И-153 (№ 8527, 8528 и 8545), вооруженные пулеметами Березина прошли войсковые испытания. До конца года авиазавод № 1 выпустил полторы сотни «Чаек» с таким вооружением.