В декабре 1926 г. Авиатрест решил, не отменяя ранее выданного задания, ориентировать проектирование Р-5 на использование мотора БМВ-VI. Это нашло отражение в протоколе № 13 заседания Технического совета Авиатреста от 29 декабря 1926 г., в котором, в частности, говорилось:
«По самолету Р5-М13:
а) к исполнению в текущем операционном году наметить проектирование в объеме 55 % (эскизный и предварительный проекты и начало изготовления рабочих чертежей).
б) работы производить под мотор БМВ-6.
в) сроки работ утвердить согласно утвержденному плану».
Продолжая работу над вариантом биплана, Николай Николаевич параллельно начал проектировать Р-5 и в схеме полутораплана. Это сулило улучшение аэродинамики самолета, снижение его сопротивления и достижение более высоких летных характеристик. Когда стало ясно, что оба варианта удались, Николай Николаевич стал заниматься сведением различий между ними до минимума — до коробки крыльев. Считая схему полутораплана более перспективной, он работал над Р-5 в варианте биплана по одной причине: задание по установке мотора М-13 с него никто не снимал, а обеспечить регулировку центровки изменением выноса верхнего крыла проще в схеме биплана.
Еще одна сложность состояла в отсутствии технического задания на Р-5.
По представлению Поликарпова в феврале 1927 г. Технический совет Авиатреста направил в НТК ВВС письмо с просьбой ускорить предъявление технических требований к машине.
Они поступили в ОСС ЦКБ в апреле 1927 г., и с этого месяца началась официальная разработка эскизного проекта Р-5. Закончен он был 4 мая 1927 г. 29 июня Николай Николаевич представил его на утверждение в Технический совет Авиатреста.
В материалах заседания сохранились некоторые подробности обсуждения проекта:
«А. Н. Туполев отметил, что, согласно представленным данным ОСС ЦКБ и подсчетам, вариант полутораплана имеет некоторое преимущества в отношении летных качеств перед принятым в ОСС вариантом биплана, но последний обладает значительным преимуществом с точки зрения простоты конструкции, большего приспособления к серийному производству и легкости широкого развития последнего.
Тов. Поликарпов указал, что цифры летных качеств обоих вариантов не вполне сравнимы, так как исходные данные, положенные в основу подсчетов (% веса конструкции), неодинаковы.
Технический совет постановил: проект утвердить, но поручить ОСС ЦКБ рассмотреть возможность установки на Р-5 мотора М-13».
Окончательный выбор схемы самолета было решено предоставить на усмотрение НТК ВВС.
На своем заседании 7 июля 1927 г. Научно-технический комитет утвердил проект варианта полутораплана. Самолет должен был выполнять задачи разведчика и дневного бомбардировщика.
Отметим, что еще за неделю до этого, 1 июля, ОСС ЦКБ уже начал постройку макета Р-5.
13 июля 1927 г. Технический совет Авиатреста установил, что статические испытания Р-5 должны завершиться к 1 марта 1928 г., а летные испытания машины начаться с 1 октября 1928 г.
29-30 августа 1927 г. комиссия ВВС утвердила макет. Предварительный проект самолета был закончен 7 января 1928 г. и утвержден НТК УВВС 2 февраля. Относительно медленная разработка предварительного проекта связана с тем, что с сентября 1927 г. начались стендовые испытания двигателей М-13 и М-18. Первоначально более успешно они проходили у М-1 3. Мотор развил у земли мощность 820 л.с. при массе 611 к г. В ходе доводки мощность возросла до 880 л.с., а масса еще больше — до 800 к г. И только когда стало ясно, что двигатель требует длительной доводки и доработки по снижению удельной массы, проектирование Р-5 с БМВ-VI начало проводиться форсированными темпами. Удалось успешно реализовать все пункты технических требований ВВС к самолету.
Первые испытания мотора М-18, выполненного по схеме «W», возобновили к нему интерес. Авиатрест стал настаивать на разработке модификации Р-5 с этим мотором. Действительно, он имел максимальную мощность 1050 л.с. при весе 560 кг, но и его доводка постепенно зашла в тупик. В итоге реальной оказалась лишь модификация с БМВ-VI, который под обозначением М-17 внедрялся у нас в серийное производство.
Постройка самолета была начата с марта 1928 г. и продолжалась до 25 августа, когда первый экземпляр Р-5 с мотором БМВ-VI был выведен на аэродром для заводских испытаний.
Р-5 имел длину 10,56 м, размах — 15,5 м.
В начале сентября 1928 г. летчик-испытатель М. М. Громов на Р-5 совершил первый полет.