Шасси самолета оснащалось амортизаторами из 16 резиновых шайб толщиной по 20 мм каждая.
Пневматики колес применялись двух типов – 750x125 мм и 760x100 мм. На самолетах первых серий костыль был неуправляемым, поэтому И-5 имел тенденцию к развороту в конце пробега. После нескольких аварий шасси доработали – уменьшили его высоту, а костыль соединили с рулем направления, таким образом, сделав его управляемым. Зимой большинство И-5 оснащались лыжами вместо колёсного шасси. Скоростные характеристики истребителей, оснащённых лыжами, ухудшались из-за их большого аэродинамического сопротивления.
Небольшое количество И-5 еще продолжило служить в войсках в начальный период Великой Отечественной Войны. Эти советские пилоты сфотографированы перед истребителем И-5 последних серий зимой 1941 года.
Два серийных и один предсерийный И-5 в составе «Звена». Истребители установлены на самолет-носитель ТБ-3-4М-17Ф. И-5 приходилось вручную закатывать на крыло ТБ-3, по деревянным рампам.
На И-5 устанавливались двигатели «Юпитер-VI» либо М-22 мощностью 480 л. с. На машинах первых серий делались капоты для каждого из цилиндров.
Ранние И-5, имели деревянный воздушный винт диаметром 2,9 м – концы лопастей оковывались латунью. Шаг винта 2,1 м. Втулка винта закрывалась обтекателем-коком. Позднее головки цилиндров стали закрывать кольцевым капотом Тауненда, а спереди устанавливали лобовой капот с жалюзи. Воздушный винт диаметром 2,7 м стал дюралюминиевым с полированными лопастями. Шаг регулировался на земле – лопасти имели два фиксированных положения. Кока на втулке такого винта не было.
Полетная масса И-5 находилась в пределах 1336-1355 кг. Запас топлива включал 205 л бензина и 40 л касторового масла.
Максимальная скорость И-5 – 280 км/ч, практический потолок – 6000 м. Время полного разворота(характеристика маневренности) в горизонтальной плоскости – 10 с.
Двигательная установка – мотор М-22 с кольцом Тауненда была настолько удачной, что практически стала эталонной, ее использовали многие авиаконструкторы того времени.
Ранние И-5 имели более длинные подкосы стоек шасси и меньший обтекатель амортизаторов, а также открытые спицы колес. Визуально, они отличались несколько большим наклоном вперед, обусловленным большей задней стойкой. Последние серийные самолеты имели более короткие стойки, удлиненные обтекатели амортизаторов и защитные колпаки на колесах. Однако, не все эти изменения были введены в производство одновременно (со сборочной линии авиазавода №21 сходили гибриды, которые имели металлические винты позднего типа, но все еще ранние стойки шасси).
Некоторые экземпляры последних производственных серий получили (как на третьем опытном ВТ-11), зеркало заднего обзора, которое устанавливалось на правой стороне верхнего крыла.
Истребителями И-5 была оснащена первая акробатическая группа советских военно-воздушных сил под руководством В.А. Степанчёнка. Некоторые И-5 использовались в гражданской авиации, известны самолёты И-5 с кодами СССР-С2570 и СССР-С2590. С этих гражданских «лимузинов» пулемёты ПВ-1 и прицелы ОП-1 были сняты.
На И-5 проводились также испытания по установке радиооборудования. Истребитель, оснащенный радиостанцией, имел большую стойку на верхнем крыле, для крепления антенного провода, подобным же образом был модифицирован и хвостовой стабилизатор. Эти радиофицированные И-5 оснащались также обтекателями колес шасси и большой трубкой Пито размещенной над N- образной стойкой правого крыла.
И-5 состояли на вооружении до 1936 года, когда им на смену пришли И-15. Оставшиеся И-5 были переданы в лётные школы и училища для подготовки лётчиков. Однако некоторые самолёты, были модифицированы в истребители-бомбардировщики, оснащённые двумя бомбодержателями, установленными под фюзеляжем. На их замках могли быть подвешены две бомбы ФАБ. Когда немцы 22 июня 1941 года вторглись в Советский Союз, на аэродромах было брошено большое количество И-5, которые использовались в роли истребителей-бомбардировщиков. Небольшое количество И-5 было передано в морскую авиацию. Когда началась Великая Отечественная война 11- й истребительный полк Черноморского флота, базирующийся на аэродроме Джанкой, был оснащен И-5.
И-5 с запущенным двигателем готовится к отделению от своего носителя – ТБ-3-4М-17Ф. Истребитель был закреплен на крыле носителя в трех точках – две располагались на стойках шасси, одна на задней чисти фюзеляж а.
На этом варианте И-5, кабина пилота была сдвинута вперёд, а за ней была установлена вторая кабина. Эта вторая кабина оснащалась полным набором элементов управления. Двадцать самолётов были изготовлены в варианте УТИ-1 на заводе ГАЗ- 21 в Нижнем Новгороде в течение 1934 года.
Термин «Звено» был использован, для программы, возглавляемой военным инженером Владимиром Сергеевичем Вахмистровым реализовывавшейся в период с 1930 по 1940 год. Задача программы состояла в размещении на борту самолёта-носителя истребителей прикрытия, которые в нужный момент должны были защитить самолёт-носитель от атак вражеских истребителей, тем самым, расширяя радиус его действия. Все испытания проводились под руководством Научно-исследовательского института ВВС.
В качестве самолётов-носителей для истребителей были выбраны сначала бомбардировщик ТВ-1, а затем бомбардировщик ТВ-3. Первоначально предполагалось нести истребители И-4, но затем остановились на И-5. Первый вариант «Звена» нёс по одному самолёту И-5 на каждой плоскости крыла, которые устанавливались на специальной пирамиде с выпускным замком, открывающимся пилотом носителя. Истребители пристыковывались в трех точках, одной задней и двух передних.
Первые испытания с И-5 начались в сентябре 1933 года. В них принимал участие модифицированный ТБ-1, с двумя укрепленными на нем истребителями И-5, которые пилотировали лётчики В.К. Коккинаки и И.Ф. Гродз. Полный вес «Звена-1А» составлял двенадцать тонн. Так как использовались бипланы, то самолёты И-5 пришлось устанавливать сверху крыла носителя. Для того чтобы поднять истребитель на крыло носителя были сооружены огромные деревянные конструкции, по которым они и закатывались вручную(!) на крыло ТБ-1.
Другая конфигурация, имевшая название «Звено-2», состояла из четырехмоторного бомбардировщика ТБ-3 с тремя истребителями И-5. «Звено-2» было испытано в августе 1934 года. В первом полёте на верхнем крыле ТБ-3 было укреплено два И-5. Во втором полете на фюзеляже ТБ-3 был укреплён один И-5. В третий полёт ТВ-3 отправился с тремя И-5 – двумя на крыле и одним на фюзеляже.
Истребители И-5 использовавшиеся в испытаниях, кроме других незначительных модификаций, имели специальный кок винта. Испытания с конфигурацией «Звено-2» оказались успешными.
Скоростные характеристики экспериментального ТВ-З^М-17Ф с тремя И-5, были практически идентичны характеристикам стандартного варианта бомбардировщика ТВ-3.
Задний узел крепления уже расстыкован и этот И-5 готовится стартовать со своего носителя – ТБ-3- 4М-17Ф. Самолет оснащен нестандартным коком винта.
Экспериментальный ЦКБ-3, окрашенный полностью в темно-зеленый цвет. ЦКБ-3 отличался от серийного И- 15 меньшим, более заостренным вертикальным стабилизатором, и несколько иным кольцом капота на оригинальном американском звездообразном двигателе воздушного охлаждения Wright SCR-1820 F-3 Cyclone. Самолет вооружен четырьмя пулеметами ПВ-1.
Положительным моментом «Звена-2» была высокая скорость полёта. Погода для полета должна была быть спокойной, с облачностью не более 1 000 метров, потому что выше облачности видимость была абсолютной. Если облачность поднималась выше, то самолёт-носитель вынужден был подниматься на свой потолок, что вело к трудностям с управлением самого «Звена». В одном полёте, один из пилотов И-5, уменьшил мощность двигателя во время отрыва от носителя и самолёт, своим винтом, сорвал часть обшивки крыла ТВ-3. Лётчики ТВ-3 посадили без проблем повреждённый самолёт на свой аэродром.
Следующая конфигурация «Звена» называлась «Звено-Авиаматка», и включала в себя носитель ТВ-3-4М-17Ф с двумя И-16, подвешенными под крылом с каждой стороны и два И-5 укреплённых сверху крыла. Во время первого испытательного полета 20 ноября 1935 года под фюзеляжем, в передней его части, был подвешен еще истребитель И-Z, который перед посадкой «Авиаматки» был выпущен в полёт и произвёл самостоятельную посадку.
Система «Звено» не вызвала больших проблем, как с подвешенными самолётами при взлёте, так и при отстыковке их в воздухе, единственный минус состоял в том, что иногда при неправильной отстыковке, колёса истребителей оставляли вмятины на гофрированной поверхности крыла носителя.
