В связи с этим на заводе имени Менжинского в 1933 году и было организовано Центральное конструкторское бюро — ЦКБ. Перед ним была поставлена задача: создавая скоростной истребитель, добиться в 1937 году скорости порядка 500 километров в час!
Одной из трех конструкторских бригад ЦКБ руководил Поликарпов.
Опытные экземпляры истребителей, созданные в ЦКБ, достигали скорости 300 километров в час. Осенью 1933 года вышел на лётные испытания биплан «И-15», спроектированный бригадой Поликарпова. Он развивал скорость в 370 километров в час, отличался маневренностью и рекордным по времени виражем: на высоте в 1000 метров истребитель делал полный круг в одной плоскости за восемь с половиной секунд.
Почти одновременно с «И-15» вышел на испытания спроектированный Поликарповым истребитель «И-16». Это был моноплан. Он развивал скорость 390 километров в час, а когда на него был поставлен наш мотор «М-25», машина показала скорость в 431 километр в час. Возвратившийся из Америки А. Н. Туполев, докладывая правительству о состоянии мировой авиации, заявил, что «И-16» является самым быстроходным самолетом в мире!
На «И-15» и «И-16» впервые у нас броневая защита была поставлена позади летчика.
Законченность внешних форм самолетов, построенных Поликарповым, — наиболее характерная черта его конструкторского стиля. Этот конструктор был непревзойденным мастером форм, соприкасающихся с воздухом: аэродинамическое чутье его было поразительным.
Недаром же ему так удавались бипланные коробки, где влияние сопротивления воздуха понять и учесть гораздо труднее, чем на моноплане.
Истребитель «И-16» проектировался в конструкторском бюро Поликарпова, можно сказать, в порядке соревнования с бригадой А. И. Путилова, проектировавшего истребитель «И-14» в конструкторском бюро А. Н. Туполева, под его общим руководством. Одним из труднейших вопросов, стоявших перед обоими конструкторами, был вопрос о выходе машин из штопора. В те времена вопрос этот был мало изучен.
Теоретические соображения аэродинамиков сводились к тому, что на невыход самолета из штопора влияет горизонтальное хвостовое оперение, обеспечивающее продольную устойчивость самолета, и поэтому его не следует слишком развивать. «И-14» был построен с маленьким горизонтальным оперением, что, как выяснилось на испытаниях впоследствии, задачи не решило.
Вопреки доводам аэродинамиков, Поликарпов поставил на своем истребителе мощное горизонтальное оперение, теперь считающееся нормальным. Испытывавший машину В. П. Чкалов виртуозно доказал, что «И-16» выходит из горизонтального штопора при любых условиях.
На «И-16» резко сказалась оригинальность архитектурного стиля Поликарпова. Николай Николаевич, проектируя самолет, исходил из неизменного своего правила: вреднее всего «возить с собою воздух».
Для улучшения обтекаемости фюзеляжа конструкторы очень часто прибегают к удлинению фюзеляжа, придавая ему веретенообразную форму, и самолеты такого типа действительно «возят с собой воздух», так как имеют большой объем корпуса. Истребители Поликарпова поражают зрителя необычностью своего внешнего вида, главным образом коротким фюзеляжем. Выводя свои истребители на первое место в мире по скоростям, Поликарпов больше выигрывал на том, что уменьшал длину фюзеляжа.
Если сам Николай Николаевич часто не отдавал себе отчета, откуда приходили к нему те или иные конструктивные решения, то тем более загадочной казалась его сотрудникам та своеобразная логика, которая приводила главного конструктора к этим решениям. Разобраться со стороны в течении мыслей Поликарпова было делом невозможным. Он приходил к выводу, к решению, к оценке с такой быстротой, на какую обычный ход мысли, приводящий к тому же заключению, неспособен. Нужно было время, чтобы привыкнуть к этому особенному складу большого ума, изощренного многообразной практикой, опытом и знаниями. Когда Николай Николаевич, употребив на просмотр представляемого ему чертежа или документа две-три секунды, тут же подписывал его или отбрасывал, молодые сотрудники уходили с уверенностью, что главный конструктор действует по капризу и только делает вид, что смотрит их работу. Лишь впоследствии они убеждались, что оценка работы была глубоко обоснованной и ни одна мелочь в ее исполнении не ускользала от глаз конструктора.
Поразительной способности Поликарпова охватывать весь предмет, всю проблему в целом и обязаны «И-15» и «И-16» тем, что они явились известным откровением конструкторской мысли. Это были, в сущности, первые в мире настоящие истребители.
Поликарпов, создавая свой тип истребителя, опередил на «И-15» и «И-16» мировую авиацию не только по скоростям. Он резко увеличил маневренность самолета и усилил его вооружение, поставив новые, весьма скорострельные пулеметы. Он учел практическую невозможность прицельной стрельбы, точного огня истребителя и компенсировал этот недостаток боевого самолета скорострельностью оружия, которая обеспечивала большее число попаданий.
