Наряду с установкой М-62 истребитель также оснастили воздушным винтом изменяемого шага АВ-1. Внешне винт АВ-1 можно было отличить от более ранних винтов но двум круглым весовым балансирам на его оси и более широким лопастям. Кок винта также был увеличен, чтобы прикрыть механизм перестановки лопастей.
Благодаря более мощному двигателю и воздушному винту переменного шага, И-16 тип 18 имел существенно лучшие летные характеристики, особенно на больших высотах. В то время как И-16 тип 10 имел максимальную скорость 448 км/час на высоте 3160 метров, И-16 тип 18 достигал максимальной скорости 464 км/час на высоте 4400 метров. Кроме того, потолок был поднят с 8260 метров до 9470 метров.
За исключением нового двигателя и воздушного винта первые серийные И-16 тип 18 были очень похожи на И-16 тип 10. В результате единственным видимым снаружи отличием, по которому можно было различить И-16 тип 18 и И-16 тип 10, был увеличенный кок винта и воздухозаборник в верхней части капота двигателя.
Более поздние серийные истребители И- 16 тип 18 имели дополнительную дверцу для посадки в кабину, добавленную на правой стороне фюзеляжа. В начале И-16 тип 18 перенял от И-16 тип 10 хвостовой костыль, но позже его заменили хвостовым колесом. Вооружение И-16 тип 18 было таким же, как и у И-16 тип 10.
Из-за большего расхода топлива двигателя М-62, дальность истребителя снизилась с 525 км до 485 км. В результате И-16 тип 18 был модифицирован, и мог нести под крыльями два дополнительных 200 литровых топливных бака, которые увеличивали максимальную дальность до 1100 км.
И-16 тип 18 рассматривался только как временный вариант, предназначенный, чтобы поддержать серийное производство, до момента поступления более совершенного двигателя М-63. В результате, И-16 тип 18 был построен в ограниченном количестве.
И-16 тип 18 получил боевое крещение в заключительных боях конфликта на Халхин-Голе в Монголии. Он также принял участие в Зимней войне с Финляндией и Великой Отечественной войне.
Многие И-16 тип 24 получили двухцветную камуфляжную схему окраски (оливково-зеленые и темно-зеленые пятна) как и этот истребитель (тактический номер «30», желтый) на фотографии.
В ходе Зимней войны с Финляндией (ноябрь 1939 – март 1940 года) был захвачен только один И-16 тип 18 ранних выпусков (оборудованный лыжным шасси), совершивший аварийную посадку на финской территории.
Самолет получил регистрационный код «VH-20I». Позже он был изменен на «УН- 21», тогда же оригинальная советская камуфляжная окраска была заменена зелено-серым камуфляжем финских ВВС. Серебристые лопасти воздушного винта АВ-1 были окрашены в черный цвет и имели желтые законцовки. 10 апреля 1940 года, самолет из-за отказа двигателя совершил аварийную посадку на замерзшее озеро Пуайарви (Pyhajarvi), однако пилот, лейтенант И. Висапаа (J.Visapaa), не пострадал. После ремонта, 12 марта 1941 года самолет был передан в Lentolaivue 24. Через месяц – 15 апреля «VH-21» был передан Германии, для испытаний. В финских ВВС истребитель успел налетать только шесть часов двадцать минут, в ходе оценки самолета.
Вскоре, после того как И-16 тип 18 был запущен в производство на заводах №№ 21 и 153, ОКБ Поликарпова разработала новую, более мощную версию истребителя. Это стало возможно благодаря усилиям по совершенствованию двигателей, предпринятых на моторостроительном заводе № 19 в Перми. Продолжая работу над М-62 здесь была разработана его очередная модификация, получившая обозначение М-63.
М-63 имел мощность 1100 л.с. (у М-62 – 1000 л.с.) при весе всего на 5 кг больше. Этот двигатель был выбран для установки на модифицированный И-16, получивший в серии обозначение – И-16 тип 24.
На И-16 тип 24 было сделано множество конструктивных усовершенствований фюзеляжа и крыльев. Была увеличена толщина обшивки крыла, а также добавлены дополнительные нервюры. На левом борту, в задней части фюзеляжа, был добавлен инспекционный люк. Внешне, кроме этого люка, И-16 тип 18 и И-16 тип 24 были почти идентичны.
Командир, дает последние инструкции нилоту истребителя И-16 тип 24. Дверца кабины на правом борту фюзеляжа была одной us характерных особенностей типа 24.
Наземный обслуживающий персонал выполняет проверку И-16 тип 24 на полевом аэродроме, лето 1940 года. Этот самолет несет под крылом дополнительные топливные баки емкостью 200 литров.
Государственные испытания И-16 тип 24 начавшиеся в первой половине 1940 года, показали, что не было получено никакого существенного улучшения летных характеристик но сравнению с И-16 тип 18, а фактически маневренность даже несколько снизилась. Возросший вес усиленной конструкции крыла и фюзеляжа «съел» дополнительную мощность, полученную в результате установки двигателя М-63. Полный вес И-16 тип 24 увеличился до 1882 кг. Максимальная скорость оказалась незначительно выше, чем у И-16 тип 18 – 470 км/час на высоте 4800 метров. Скороподъемность 984 м/мин была несколько ниже, чем у И-16 тип 18 – 1097 м/мин. Единственное реальное преимущество, которое обеспечивал двигатель М-63, был больший потолок, который увеличился до 11300 метров (10812 м для И-16 тип 24). Увеличенный расход топлива М-63, привел, однако к снижению дальности полета до 440 км.
Несмотря на свои недостатки, И-16 тип 24 был запущен в серийное производство, и вскоре заменил И-16 тип 18 на сборочных линиях заводов №№ 21 и 153.
На 1 октября 1938 года, советские ВВС имели на вооружении 1763 истребителей И- 16, а к 10 февраля 1939 года, их количество увеличилось до 2004 шт. Большинство из этих истребителей базировалось в Ленинградском, Киевском, Московском, Белорусском, Забайкальском военных округах и на Дальнем Востоке.
И-16 тип 27 готовят к боевому вылету. С самолета сняты щитки стоек шасси, это была обычная практика при действиях с полевых аэродромов. Тип 27 стал последней пушечной модификацией И-16, строящейся серийно.
И-16 тип 24
И-16 тип 29
И-16 тип 27 заменил вооруженный пушками, И-16 тип 17 на поточных линиях заводах №№21 и 153. Конструкция И-16 тип 27 была основана на планере истребителя И-16 тип 18, с двигателем М-62, но с использованием вооружения от И-16 тип 17.
Из-за того, что М-62 имел больший расход топлива, на И-16 тип 27 была предусмотрена подвеска дополнительных 200 литровых топливных баков.
Как и более ранний И-16 тип 17, новый истребитель И-16 тип 27 был вооружен двумя 20 мм пушками ШВАК (с боезапасом по 150 снарядов на каждую крыльевую пушку) и парой синхронизированных пулеметов ШKAC (с боезапасом по 650 патронов на ствол), установленных в передней верхней части фюзеляжа.
Первые И-16 тип 27 были выпушены в первой половине 1939 года и участвовали в боевых действиях в Монголии против японцев. Из-за нехватки пушек ШBAK для оснащения И-16, было построено только ограниченное количество И-16 тип 27.
В ходе Великой Отечественной войны, И-16 тип 27 использовался в качестве самолета для поддержки наземных войск.
Предсерийный истребитель И-16 тип 29 во время Государственных испытаний. Самолет песет дополнительные топливные баки, направляющие для реактивных снарядов и мачту радиоантенны.
Истребитель И-16 тип 29 (тактический номер «75», белый) из 71-го истребительного полки несет двухцветную камуфляжную окраску на верхних поверхностях планера. Самолет вооружен двумя реактивными снарядами РС-82 под каждым крылом.
Появлению И-16 тип 29 способствовал тот факт, что советскими оружейниками был разработан новый, более эффективный пулемет УБ конструкции Березина, калибра 12,7 мм. КБ Поликарпова получило задание установить новый пулемет УБ на истребитель И- 16. Новая машина была обозначена как И-16 тип 29, Она прошла Государственные испытания в 1940 году, и была запущена в серийное производство на заводах №№ 21 и 153.
И-16 тип 29 разрабатывался на базе планера И-16 тип 24, и главное его отличие состояло в новом вооружении. Пулемет УБ имел скорострельность 700- 800 выстрелов в минуту, скорость пули 840 метров в секунду. Имелось два основных варианта пулемета УБ: пулемет Березина УБС (синхронизированный) и пулемет Березина УБК (крыльевой). Пулемет мог вести огонь боеприпасами трех типов: с обычной пулей (головка черно-желтого цвета), трассирующей пулей (фиолетово-красная головка) и зажигательной пулей (черно-красная головка).
Установка нового пулемета УБС в нижней части фюзеляжа, под капотом двигателя привела к необходимости переместить нижний воздухозаборник на правую сторону. Поэтому если воздухозаборник на И-16 тип 24 был «Т» – образной формы, то И-16 тип 29, имел увеличенный совок заборника с правой стороны капота.
