Уже в мае 1935 года такой самолет, обозначенный УТ-2 №8211 был облетан. Машина имела полностью закрытые общим фонарем кабины пилотов. Впоследствии были построены еще два подобных самолета. В серийное производство однако пошел вариант, обозначенный УТИ-2 тип 14, который не имел общего фонаря, а лишь индивидуальные козырьки пилотов. Шасси не убиралось. Впоследствии, когда была построена машина УТИ-2 с убирающимися шасси (она проходила госиспытания в июле 1937 года), выяснилось, что запасов двигателей М-22 нет, а производство самого мотора уже прекращено. Попытка получить более дешевый учебный истребитель нс состоялась (были и другие варианты экономии — например, установить двигатель М-26), поэтому в массовую серию пошел самолет с двигателем М-25 — УТИ-4, тип 15.
В 1935 году, кроме УТ-2 с М-22 испытывался другой двухместный вариант — УТИ-3 №11211, оснащенный советским двигателем М-58. Летал на нем Чкалов. Ему самолет понравился, особенно после сравнения с УТ-2 №8211. Трудности освоения в производстве еще одного нового двигателя, несмотря на его достоинства, не дали хода УТИ-3.
Уже в конце 1935 года на заводе №21 ведется разработка самолета, обозначенного И- 161. Машина была вооружена 4 пулеметами ШКАС в крыльях, планировалась подвеска 4- х двадцатикилограммовых бомб. В серию запустили однако самолет с еще более мощным пушечным вооружением, получившим обозначение И-16 тип 12 ( о нем подробнее ниже).
Два года спустя, обозначение И-161 было использовано еще раз. Так назывался облегченный истребитель типа И-16, планируемый для серийного выпуска в 1938 году. И -161 1937 года просчитывался и под двигатель М-88, однако далее расчетов работы не продвинулись. За 1936-1937 годы заводом были проведены работы по следующим опытным машинам, получившим индексы с 163 по 166.
И-163-1 — эталон 1937 года (облегченный — вес 1600 кг). Это был первый самолет, оборудованный посадочными щитками, внешне походил на обычный тип 5. К отличиям следует добавить измененную конструкцию шасси, хвостового оперения и наличие мачтовой антенны. Начиная с апреля месяца, этот самолет за весь 1937 год сделал около тысячи полетов. Задачу свою выполнил, однако нововведения на серийном типе 5 применены не были. Посадочные щитки ввели на И-16 тип 10.
И-163-2 — самолет со щитками увеличенной площади, шасси имели масляно-воздушную систему уборки. Не летал.
И-164-1 (первый с М-25В) — называемый также И-16с или самолет- сопроводитель (так в документах) оборудовался двумя дополнительными бензиновыми баками в крыльях. Первоначально был забракован по причине некачественного выполнения и долго переделывался. Заводские испытания проходил в феврале 1938 года. Летал летчик-испытатель Сузи. При суммарной заправке топлива 500 кг была получена дальность полета 2000 км.
И-165-/И-16бис) — этот самолет, как и предыдущий, имел крыльевые баки, новое облагороженное, так называемое, скоростное крыло с жесткой обшивкой, измененную форму фюзеляжа, измененное капотирование двигателя, масляно-воздушную уборку шасси. Было построено два экземпляра с двигателями М-62.11о причине некачественного выполнения (многие детали делались по месту, без чертежей) оба самолета к полетам допущены не были.
И-166 с М-25В — облегченный, с полетным весом 1383 кг, делался по заданию ЦАГИ. Основное отличие — капот NACA с регулируемой задней шелыо (при помощи «юбки»), с коллектором выхлопных газов, с лобовым кольцевым маслорадиатором. Летал Томас Сузи. И-166 явился прямым следствием требований «испанской» войны. Кроме него, еще ряд самолетов, не имеющих обозначений, получал различные видоизменения с целью облегчения конструкции.
The I-166 fighter with М-25В engine.
Loading ShKAS machine gun ammo belt on I-16 type 12.
The lightened I-16. used for aerobatics formation flights.
ShVAK cannon ammunition loading on I-16 type 12. Summer 1936.