Летом 1935 г. кочеригинцы подняли в воздух весьма передовой самолет ЦКБ-27, получивший также обозначение Р-9. На испытаниях он разгонялся до 460 км/ч. Даже в варианте с неубираемым шасси он показывал скорость 447 км/ч и был запланирован для выпуска на московском заводе № 39. Казалось, харьковчане проиграли и больше могут не стараться, однако в дело вмешалось несколько «но». Во-первых, в Запорожье с большими трудностями осваивали производство М-85. Во-вторых, для этих двигателей появился более приоритетный, в глазах И.В. Сталина, самолет – ильюшинский ДБ-3. В-третьих, Кочеригину так и не удалось справиться с неустойчивостью своего детища, что в конечном итоге и поставило окончательный крест на нем. В серию Р-9 так и не пошел. Неодолимый, казалось бы, конкурент стал достоянием истории…
Поначалу хорошо шли дела у ХАИ-6. Самолет взлетел в середине 1935 г., успешно проходил испытания, в ходе которых показал максимальную скорость 429 км/ч. Однако идея невооруженного узкоспециализированного,пусть и скоростного самолета не овладела умами руководства ВВС РККА. В то же время предельно «обжатый» фюзеляж машины не позволял установить пулемет для защиты задней полусферы и разместить хоть какую-нибудь бомбовую нагрузку. В результате программу СФР закрыли. Но приобретенный опыт нашел применение на ХАИ-5, для ускорения работ по которому задействовали освободившиеся конструкторские кадры.
Самолет создавался как цельнодеревянный свободнонесущий низкоплан с гладкой работающей фанерной обшивкой. Размещение кабины штурмана (он же стрелок) за крылом привело к смещению центра тяжести самолета назад. Это потребовало и смещения аэродинамического фокуса, для чего консолям крыла придали довольно значительную стреловидность по передней кромке. Кабину летчика сделали закрытой, с необычным козырьком, как у популярного в те годы американского самолета Vultee V-11. Двигатель закрыли капотом NACA.
Шасси сделали убираемым. При размещении вооружения и фотооборудования конструкторы исходили из принципа: «Ничего лишнего в потоке!» Стрелковую турель с 7,62-мм пулеметом ШКАС сделали закрытой. Второй ШКАС разместили в правой консоли крыла. Бомбы решили подвешивать только внутри фюзеляжа, на кассетном держателе с восемью узлами грузоподъемностью по 50 кг каждый. Створки бомболюка перед сбросом бомб блокировались. В бомбоотсеке устанавливалась и шарнирная фототурель для фотоаппарата АФА-13, которую уже успели апробировать на ХАИ-6.
В первой половине 1935 г. проект ХАИ-5 с двигателем М-22 был одобрен представлявшим Заказчика Научно- техническим комитетом ВВС, а затем он успешно прошел макетную комиссию. Поскольку в это время опытные мастерские ХАИ были загружены работами по СФР, то постройку опытного образца поручили заводу № 135 (ныне Харьковское государственное авиационное производственное предприятие). Однако там приоритетным был выпуск истребителя ИП-1, а ХАИ-5 оказался в положении «бедного родственника». Для исправления ситуации начальник Главного управления авиационной промышленности (ГУАП) Г.И. Королев подписал приказ о создании на предприятии опытного конструкторского отдела ОКО-135, начальником которого назначил И. Г. Немана. Из ХАИ в отдел перевели 60 конструкторов, а из мастерских института 26 рабочих. Положение изменилось, работа над изготовлением планера ХАИ-5 пошла веселее.
Но пришла другая напасть: М-22 настолько устарел, что не было смысла его ставить на опытную машину, посему уже по ходу постройки прототипа его стали дорабатывать под «Гном-Рон». Но, как уже говорилось, прибытие самого двигателя в Харьков все задерживалось и задерживалось. В конечном итоге этот экземпляр был передан в недавно созданный Центральный институт авиационного моторостроения. Продолжение работ над ХАИ-5 оказалось под угрозой.
Это никак не устраивало Заказчика, и представители ВВС надавили на А.Н. Туполева, являвшегося тогда еще и замначальника ГУАП, чтобы тот разрешил Неману установить на ХАИ-5 вместо М-85 более доступный и надежный М-25. Дополнительным аргументом в пользу такого решения стало то, что подобная винтомоторная группа уже была отработана на ХАИ-6. После этого «лед тронулся». 4 марта 1936 г. Неман получил от Туполева соответствующее указание. Вскоре в Харьков поступил и мотор, причем не М-25, а один из закупленных в Америке «Райт-Циклонов» с винтом постоянного шага Hamilton Standart. Правда, срок готовности машины Москва поставила очень сжатый: по советской традиции, на заводские испытания ее требовалось представить к ближайшему большому празднику – Международному дню солидарности трудящихся 1 Мая.
Опытный самолет ХАИ-5 в ходе заводских испытаний. Харьков, лето 1936 г.
Неман и его люди почти уложились в срок. Пусть не к празднику, но в первых числах мая состоялась выкатка нового самолета. Последний весенний месяц 1936 г. выдался преимущественно прохладным и дождливым. Пользуясь нелетной погодой, создатели ХАИ-5 занимались на заводском аэродроме окончательной регулировкой всех механизмов и систем самолета. Распогодилось лишь к началу лета. 7 июня летчик-испытатель Б.Н. Кудрин приступил к выполнению пробежек, рулежек и подлетов. При этом была сломана хвостовая опора шасси. Дабы не срывать и так уже затянутый срок, Неман решил к первому вылету заменить ее обычным костылем. Кроме того, в ходе наземных испытаний были выявлены и устранены ряд других недостатков. Например, при полной нагрузке колеса основных опор шасси опасно близко подходили к подкосам амортстоек. Потребовалось произвести срочную доработку.
Наконец-то прототип был готов к первому полету, и в один из последних дней июня 1936 г. Кудрин легко оторвал машину от земли. По возвращении отметил ее хорошую управляемость. Заводские испытания длились всего 20 дней, в ходе которых состоялось 42 испытательных полета. По их результатам были устранены неисправности в пневмосистеме, заменен карбюратор и т.п. В то же время, машина впечатлила всех, поскольку было видно, что по своим характеристикам она существенно превосходит Р-5 и P-Z – основные одномоторные разведчики и легкие бомбардировщики ВВС РККА.
В августе ХАИ-5 перегнали в НИИ ВВС, на Щелковский аэродром, для проведения Государственных испытаний. Они продлились с 28 августа по 29 октября и включали 117 зачетных полетов. Испытания проводила бригада военных испытателей, которую возглавлял военинженер 3-го ранга Н.С. Куликов. Также в ее состав вошли: штурман А.М. Бряндинский, ведущий летчик ст. л-т А.К. Долгов и летчик облета л-т П.М. Стефановский.
Благодаря безотказной работе двигателя весь комплекс зачетных полетов ХАИ-5 отлетал без «сучка и задоринки». С максимальной нагрузкой и взлетной массой 2515 кг он разгонялся до 388 км/ч на высоте 2500 м и покрывал дальность 1450 км. Испытатели отметили удовлетворительную устойчивость машины по всем трем осям, легкость управления, в т.ч. при выполнении различных фигур высшего пилотажа. Указывалось, что усилия на ручку управления становились весьма малыми при использовании триммера руля высоты. Также самолет хорошо проявил себя при выполнении ночных полетов. В этом отношении он оказался даже проще, чем те же Р-5. Понравилась испытателям и фототурель.
Конечно, не обошлось без замечаний. Так, в ходе испытаний была выявлена недостаточная площадь хвостового оперения, что заметно ухудшало противоштопорные характеристики машины. Кроме того, заказчик по сути дела забраковал радиооборудование и вооружение,указав на их недостаточность.
Испытания проводились параллельно с кочеригинским Р-9, и летчики отдавали предпочтение ХАИ-5, несмотря на то, что конкурент существенно превосходил его по скорости. Военные оценили более высокую надежность харьковской машины, а также ее модернизационный потенциал, в частности, под установку более мощных двигателей М-62 и М-63.
2 ноября 1936 г. начальник УВВС РККА Я.И. Алкснис подписал Заключение по итогам Госиспытаний, в котором он рекомендовал запустить ХАИ-5 в серийное производство под обозначением Р-10. При этом подразумевалось, что этот самолет будет переходным между заменяемыми им P-5/P-Z и ожидавшимся победителем конкурса на многоцелевой одномоторный боевой самолет с условным названием «Иванов».