Разделение КБ Поликарпова на две части, их переезд на заводы № 84 в Химки и № 21 в Горький резко замедлили темпы проектирования нового варианта доработанного эскизного проекта самолета. Эта тема была отнесена Поликарповым к сфере деятельности КБ на заводе № 84. Выше уже отмечалось, что помещения для КБ отсутствовали, как и опытное производство. Все это начало создаваться благодаря героическим усилиям Николая Николаевича. Поликарпов хорошо понимал смысл, в общем, правильного лозунга Сталина «Кадры решают все!» и разделял его. Он знал, что без заботы о человеке нечего надеяться на действенную отдачу коллектива. И коллектив отвечал ему взаимностью.
Конструктор Елена Дмитриевна Лосева, работавшая с Поликарповым еще в ЦКБ ЦАГИ, так вспоминала о Николае Николаевиче:
«В коллективе все не только уважали его как человека высокоодаренного и талантливого, но и искренне полюбили его просто как хорошего, славного человека не только с большим умом, но и с большим сердцем…
1936 год. Наше конструкторское бюро перевели на другой завод. Для многих это было связано с большими неудобствами и хлопотами, и все-таки все поехали. Была возможность хорошо устроиться в другом месте, но никто не пошел по легкому пути, не отступил. Никто не мыслил оказаться вне дружного коллектива, расстаться с Николаем Николаевичем. Он был очень тронут таким поведением своих сотрудников, хотя и всячески старался скрыть это. Ехать на работу приходилось поездом-паровиком. Работали восемь часов, а если нужно было, и сверх того. Возвращались домой поздно, но никто не видел в этом ничего особенного».
Николай Николаевич делал все возможное, чтобы облегчить жизнь коллектива. 13 августа 1937 г. в письме директору завода № 84 Савышеву Н. Н. Поликарпов написал, что 34 сотрудника КБ с их семьями остро нуждаются в жилплощади, и просил о ее срочном предоставлении. Там же он отмечал, что автобусный парк завода не обеспечивает своевременной доставки сотрудников в город. «Все это отрицательно сказывается на работе».
Его неоднократные демарши приводили к положительным сдвигам. Люди это видели, понимали, ценили.
Новый вариант эскизного проекта в январе 1937 г. создавался с тем же М-34ФН, но затем был переработан под менее мощный, но зато более легкий мотор М-62, первые экземпляры которого ожидались к середине 1937 г. Этот вариант эскизного проекта был готов в мае 1937 г. Самолет имел длину 9,196 м, размах — 14 м. Он мог достичь у земли максимальной скорости 370 км/ч, на высоте 4330 м — 427 км/ч, на высоте 5000 м — 406 км/ч (421 км/ч на форсаже). Существовал разработанный в то же время проект «Иванова» с мотором М-88 (максимальная скорость — 450470 км/ч), но его реализацию решили отложить на более позднее время, так как М-88 мог появиться не ранее середины 1938 г.
Длина самолета увеличилась и стала равной 9,4 м.
Самолет изначально создавался как многоцелевой, т. е. способный выполнять разнообразные задачи при минимальном переоснащении, а все модификации должны иметь значительное число унифицированных узлов, агрегатов.
В своем окончательном варианте «Иванова» планировалось строить и применять в следующих основных модификациях: разведчик («Иванов-3», взлетный вес 3214 кг), бомбардировщик («Иванов-2», взлетный вес 4360 кг), истребитель сопровождения («Иванов-4») и штурмовик («Иванов-1»). В двух последних модификациях к вооружению добавлялось две пушки ШВАК с 250 снарядами на каждую пушку, взлетный вес составлял 4100 к г.
В целом «Иванов» Н. Н. Поликарпова по сравнению с конкурирующими проектами Сухого и Немана был проще в производстве и имел лучшие данные. Весь самолет рассчитывался на перегрузку в 11 единиц. Впервые в отечественной практике в лонжеронах крыла применили открытые стальные термически обработанные профили. Между элеронами размещались щитки Шренка. Дюралевые листы обшивки крыла стыковались на подкладках-полосках, что обеспечивало ее гладкость. Фюзеляж представлял собой выклеенный из березового шпона деревянный монокок. Двухместная кабина была прикрыта большим фонарем с экранированной турелью. Бомболюк закрывался оригинальным устройством: дюралевые панели, скрепленные полотном, скользили по направляющим; все это напоминало шторку-затвор фотоаппарата, но в целом устройство работало надежно, серьезных нареканий на работу механизма открытия бомболюка во время испытаний не было. Система уборки шасси пневматическая. Стандартное вооружение состояло из четырех синхронных пулеметов ШКАС, одного на турели и одного в нижней люковой установке. Предусматривалась замена турельного ШКАС на крупнокалиберный БТ. Как отмечалось выше, в вариантах штурмовика или истребителя сопровождения в крыле вне диска винта устанавливалось две пушки ШВАК или два крупнокалиберных пулемета БК. Внутри фюзеляжа размещался бомбоотсек на 400 кг бомб, еще 500 кг подвешивалось под крылом. Кок большого размера закрывал ступицу винта изменяемого шага ВИШ-6. Основные элементы конструкции выполнялись с широким использованием литья, штамповки, проката, профилей. Во многом на технологию самолета оказало влияние детальное знакомство с «американской» технологией изготовления самолета ПС-84.