Второй его вариант оказался более успешным. 19 января 1940 г. он был утверждён. На этот раз при полётном весе 2700 кг максимальная скорость истребителя с двигателем М-105ТК ожидалась не ниже 648 км/ч на высоте 10 000 м и 489 км/ч — у земли, а практический потолок — 12 350 м. Радиус действия — 500 км (видимо, с подвесными баками — Прим. авт.). Вооружение состояло из двух пулемётов БС и пары ШКАСов. Одновременно утвердили, хотя и с неизбежными замечаниями, макет самолёта, а вскоре последовало решение правительства о строительстве опытных образцов.
ОПЫТНЫЙ ИСТРЕБИТЕЛЬ И-301
Первый опытный образец И-301 появился весной 1940 г. Моторостроители никак не могли довести до требуемой надёжности ни турбокомпрессоры, ни двигатель М-106. Это вынудило поставить на первый опытный образец серийный мотор М-105П, что, естественно, снижало лётные данные. Турбонаддув решили смонтировать позднее, после поступления нагнетателей ТК-2.
19 марта лётчик военной приёмки завода № 39 В. А. Степанчёнок приступил к испытаниям И-301. Начали, как обычно, с руления и подлётов. Устранение выявленных дефектов заняло неделю, и на воскресенье 25 марта назначили первый вылет, но он не состоялся из-за инцидента между лётчиком и наркомом авиационной промышленности.
Конфликт удалось быстро разрешить. Пилота заменили. В тот же день, 25 марта, заводской испытатель Н. К. Фёдоров, опробовав работу винтомоторной группы, сделал первые пробежки. 9 апреля И-301 поднялся в воздух, пилотировал его лётчик НИИ ВВС А. И. Никашин. К концу месяца стало ясно, что турбокомпрессоры к заданному сроку не поступят, и руководство завода попросило разрешить закончить заводские испытания первой машины без ТК-2 и в таком же виде передать её в НИИ ВВС. Турбонагнетателями обещали укомплектовать второй опытный образец истребителя. 23-мм пушку МП-6 и синхронные пулемёты БС до передачи машины в НИИ ВВС так и не успели отстрелять в воздухе.
Горбунов, Лавочкин, Гудков и директор завода № 301 Эскин 17 мая направили наркому Шахурину письмо, в котором говорилось, что по предварительным данным максимальная скорость на высоте 4000 м получилась 580–585 км/ч; разбег при использовании щитков — 255–280 м, а пробег — 200–220 м (посадочная скорость 120 км/ч). Также сообщалось, что устойчивость самолёта хорошая, в пилотировании он прост. Посадка вполне доступна лётчику средней квалификации. Уже установленное вооружение из пушки МП-6 и двух пулемётов БС могло быть дополнено восемью реактивными снарядами РС-82 и двумя пулемётами ШКАС.
На самом деле картина была не столь радужной. Постоянно сталкивались с перегревом воды и масла. Во время испытаний дважды заменяли двигатель. Гидросмесь подтекала. Нагрузки на рулях оказались очень велики. Но в целом результат сочли удовлетворительным.