Среди второстепенных недостатков, отмеченных в ходе летных испытаний фигурировали: проблемы с подачей топлива к двигателю, неудовлетворительное качество фонаря кабины, неудобная привязная система кресла пилота. Летчики также отмечали неудобный доступ в кабину самолета, требуя от конструкторов снабдить истребитель хотя бы ременной петлей для опорной ноги. Данный дефект отмечали абсолютно все летчики, пилотировавшие И-16. Его так и не устранили, так как все усилия были направлены на «вылизывание» аэродинамики истребителя. Через несколько лет советские авиаконструкторы, осматривая трофейный японский истребитель Ki-97, нашли решение проблемы. В кабине японского самолета одним концом закреплялся ремень. Летчик забирался в кабину, держась на ремень, примерно так же, как всадник на коня. Удивительно, но появилась рекомендация оборудовать советские истребители подобными, с позволения сказать, «устройствами».
После устранения многочисленных дефектов пару опытных И-16 отправили далеко от заснеженной взлетно-посадочной полосы Центрального аэродрома на Ходынке. Самолеты направили в теплый Крым, на аэродром Качинского авиационного училища летчиков. Но раньше, чем истребители погрузили на железнодорожные платформы над их дальнейшей судьбой сгустились тучи.
Особое внимание стало уделяться штопорным характеристикам самолетов… Истребитель И-14 прошел обширные исследования в ЦАГИ, после чего выяснилось, что самолет недопустимо долго выходит из штопора из-за затенения горизонтального оперения крылом. Представители ЦАГИ посчитали, что штопорные проблемы И-14 «всего лишь бледная тень проблем И-16». Ведущий ученый в области штопора профессор Журавченко на основе продувок в аэродинамических трубах заявил, что истребитель И-16 имеет слишком короткий фюзеляж, из-за чего существует опасность попадания самолета в плоский штопор. Журавченко рекомендовал удлинить фюзеляж для увеличения момента, создаваемого горизонтальным оперением, хотя бы до уровня момента горизонтального оперения истребителя И-14. В период с 16 января по 27 февраля 1934 г. проходили многочисленные совещания с участием ученых, конструктов и летчиков. Дискуссии не привели к какому-либо определенному решению. Стороны сошлись на том, что результаты продувок в аэродинамических трубах могут быть подтверждены или опровергнуты только летными испытаниями. Рисковать прототипом с мотором Райт «Циклон» не стали, для испытаний на штопор был выделен прототип И-16 с М-22.
В течение двух дней, 1 и 2 марта 1934 г., Валерий Чкалов выполнил не менее 75 штопоров. Результаты оказались следующими: