В августе-октябре 1930 г. завод № 39 изготовил установочную серию И-5. В. Б. Шавров в своей книге говорит о семи входивших в нее самолетах, но, по-видимому, их было больше, поскольку в войсковых испытаниях, о которых мы расскажем чуть позже, участвовали машины с заводскими номерами 8 и 12. Вся эта маленькая серия использовалась для различного рода испытаний. Эти истребители внешне были очень похожи на второй опытный И-5, но отличались от него гар- гротом за кабиной пилота. На всех машинах стояли моторы «Юпитер»VI (французского производства). Это не означало, что от использования М-15 отказались – просто его никак не могли «довести до ума». Предполагалось, что с IV квартала 1931 г. И-5 будут выпускаться с М-15, в связи с чем от конструкторов требовали взаимозаменяемости мотоустановок М-15 и М-22. Вариант с М-15 должен был строить харьковский завод № 135. Все машины малой серии имели полный комплект военного оборудования и вооружения – пулеметы, кислородную систему и т. п., причем вместо старого коллиматорного прицела, стоявшего на опытных машинах, смонтировали телескопический прицел «Альдис» – длинную трубу, проходившую через прорезь в козырьке.
Важным этапом в «жизни» И-5 стали войсковые испытания. Их проводили в 73-м авиаотряде 5-й авиабригады в Киеве. В ноябре 1930 г. туда доставили пять И-5 (три летных и два резервных). Резерв оказался не лишним, поскольку машину № 8 в ходе испытаний разбили. Полеты велись с 28 ноября 1930 г. по 24 января 1931 г. На аэродроме уже лежал снег, поэтому И-5 летали на лыжах.
Новый истребитель получил у строевых летчиков положительную оценку. Отмечалось, что взлет и посадка просты, самолет может использоваться с небольших площадок, обладает хорошей маневренностью, устойчив в полете с работающим мотором и на планировании, легок в управлении (нагрузки на рули невелики), неплохо пикирует. Не вызвал И-5 резких возражений и у наземного состава – доступ к основным узлам машины был достаточно прост. Даже сложный капот мотора и тот полностью снимался всего за 8 минут.
Разумеется, обнаружились и недостатки. Значительная часть их была связана с винтомоторной установкой. В отчете о войсковых испытаниях указано, что свечи не выдерживают длительной работы, проводку к ним «забрасывает» маслом, выхлопные газы проникают в кабину летчика, неудачно размешен бензонасос. Кое-какие претензии предъявлялись и к планеру. Например, выявились вибрации коробки крыльев и передней части фюзеляжа при работе двигателя на режимах 1200-1400 об/мин. Из-за вибраций разбалтывался капот мотора. Слабым («жидким», как записано в отчете) оказался пол кабины. Недостаточно прочными сочли также кок винта, обтекатель осей шасси, тяги и амортизаторы. Не понравился летчикам и мутный целлулоид козырька, а вырез в центральной части верхнего крыла, по их мнению, был недостаточен для улучшения обзора вперед.