Под воздействием пневмоцилиндра, они отклонялись очень резко и выступали в роли воздушного тормоза. В результате, они были опасны для пилотов-новичков, и на практике в частях, ими пользовались редко.
И-16 тип 10 также получил 8 мм броню, установленную позади заголовника сиденья пилота. Эта дополнительная защита была введена в результате изучения боевого опыта войны в Испании. Толщина брони была достаточна, чтобы остановить пулю 12,7 мм пулемета Breda, которым вооружались истребители Fiat CR.32.
На машинах ранних выпусков устанавливался двигатель М-25А, а также передняя часть капота от И-16 тип 6, но большинство И-16 тип 10, оснащались более совершенным двигателем М-25В, Этот двигатель имел новый карбюратор К-25-4Д и некоторые другие внутренние усовершенствования. Его мощность увеличилась с 635 л.с. до 775 л.с., а сухой вес повысился с 435 кг до 459 кг. Истребитель с двигателем М-25В мог быть идентифицирован по небольшому «Т» – образному воздухозаборнику в нижней части капота под коком винта. И-16 тип 10 стал первым вариантом истребителя, оснащенным убирающимся лыжным шасси. В убранном положении, они подтягивались к центроплану, почти прижимаясь к его поверхности. Лыжное шасси было оснащено амортизаторами, размещенными между самой лыжей и основой стойкой. Единственным недостатком было то, что лыжное шасси было более тяжелым, чем колесное. Летные характеристика лыжного варианта истребителя были аналогичны характеристикам колесного варианта.
На последних построенных И-16 тип 10 устанавливались уже воздушные винты АВ-1 вместо обычного винта В-25. Внешне эту модификацию можно было отличить по большему коку винта. Этот винт стал стандартным на следующей модификации И-16 тип 18. Шаг старого воздушного винта В-25, который обычно устанавливался на И-16 тип 10, можно было менять только на земле, тогда как шаг винта АВ-1 мог изменяться пилотом при помощи гидравлического привода прямо во время полета. Если кок винта снимался, то винт АВ-1 можно было отличить по двум круглым весовым балансирам, расположенным на его оси.
Некоторое количество И-16 тип 10, оборудовались фотокамерой, установленной на правой законцовке крыла, в этом случае самолет можно было использовать как скоростной разведчик. Подобная переделка могла выполняться прямо в частях, а переделываемые истребители не ограничивались только И-16 тип 10. Для выполнения разведывательных заданий также переделывалось и множество других вариантов И- 16 (тип 18, тип 24 и тип 28). На таких самолетах сохранялось все их вооружение – четыре ШКАС, калибра 7,62 мм.
В ходе полетов с полевых аэродромов, створки со стоек шасси обычно снимались, чтобы избежать их повреждений.
Варианты конструкции
ЦКБ-12П являлся вариантом развития И-16 тип 10, отличаясь от обычного, серийного И-16 тип 10 своим вооружением. В крыле самолета вместо двух пулеметов ШКАС, были установлены две 20 мм пушки ШВАК, с боезапасом по 150 снарядов на ствол. ЦКБ-12П оснащался импортным двигателем Wright Cyclone SGR-1820-F-3. Был построен только один опытный образец этого самолета. Имелась также модификация с четырьмя пушками ШВАК. ЦКБ-12П прошел испытания.
И-16ТК был разработан на основе И-16 тип 10, чтобы улучшить высотные характеристики истребителя. На И-16ТК устанавливался двигатель М-25В, оборудованный двумя турбокомпрессорами ТК-1, разработанными в ЦИАМе. Для экономии веса, в крыле И- 16ТК не устанавливались пулеметы.
И-16ТК имел выхлопные патрубки на каждой стороне капота двигателя позади двухступенчатых турбокомпрессоров. Перед турбокомпрессорами ТК-1, на верхней части капота двигателя размещались два крупных дополнительных воздухозаборника. Позади выхлопов компрессора ТК-1 была установлена большая панель, изготовленная из жаропрочной стали. Самолет был оснащен воздушным винтом АВ-1 без кока, а стойки шасси были усилены, чтобы выдержать увеличившийся вес самолета.