Работа продолжается...
Будучи самым массовым истребителем, состоящим на вооружении ВВС РККА, И-16 конечно был и наиболее часто использован для различных переделок и модификаций. Особенно часто такие работы проводились над вооружением истребителя. Первыми удачными в этой области были ранее упоминаемые И-16 тип 6 и 12. В начале 1937 года состоялась попытка усиления пушечного варианта дополнительным бомбовым вооружением. Самолет, оснащенный подкрыльевыми держателями для 280 кг бомб испытывался в НИИ ВВС с 10-го февраля по 3-е марта 1937 года. Под каждым крылом устанавливалось по четыре замка ДЕР-32 для четырех бомб АО-10 и по одному ДЕР-3 для ФАБ-100. Серийное производство такой установки развернуто не было.
В конце 1937 года с заводского аэродрома в Нижнем Новгороде начал летать штурмовой вариант, разработанный конструктором Боровковым. Этот самолет получивший обозначение тип 9 (№ 9211), совершил первый полет 27-го декабря 1937 гола, затем прошел заводские испытания, однако путевки в большую жизнь не получил. Основной «изюминкой» машины являлась шестипулеметная батарея пулеметов ШКАС, управляемая и полете. Пулеметы размешались в центроплане, в районе сочленении с отъемной частью крыла и могли поворачиваться вниз в вертикальной плоскости на угол 9°. Шасси при этом не убирались и были закапотированы в своеобразные обтекатели "штаны". Эти обтекатели улучшили путевую устойчивость самолета, что явилось даже некоторой неожиданностью для летчиков и конструкторов. Так как неубираемое шасси освободило полфюзеляжное пространство, то там были размешены держатели для шести двадцатипятикилограммовых бомб. В серию машина не пошла.
Тот факт, что И -16 изначально был оснащен гордостью русских оружейников сверхскорострельными пулеметами ШКАС вовсе не означал, что оружейники на этом достижении (1800 выстрелов в минуту) успокоятся.
И-16 тип 5 на испытаниях бомбового вооружения в НИИ ВВС. 
The I-16 type 5 during bombing trials at Nil WS.
И-16 № 9211. переоборудованный в штурмовик . (ГАГО) 
The I-16 ser. 9211 converted to ground attack fighter.
Подвеска бомбы ФАБ-100. 
FAB-100 bomb attachment.
И-16 №9211, переоборудованный в штурмовик. Видны фюзеляжные бомбодержатели. (ГАГО) 
The I-16 ser. 9211 with two underfuselage bomb racks.
И-16 № 9211. Экспериментальный штурмовик оснащен подвижной установкой пулеметов ШКАС (ГАГО). 
The I-16 ser. 9211 equipped with swinging triple ShKAS machine gun mount.
И-16 № 1021582 с двигателем M-25B. оборудованный турбокомпрессором TK-1. 
The I-16 ser. 1021582 equipped with TK-1 turbocharger.
И-16 № 1021582. 
The I-16 ser. 1021582.
И-16 ПС. Установка магазинов боепитания пушек ШВАК. 
ShVAK cannon ammo box loading.
И-16 с двигателем М-62 и турбокомпрессором ТК-1. 
The I-16 with М-62 engine and ТК-1 turbocharger.
И-16 с М-62 и ТК-1 в цехе авиазавода № 156. Самолет переоборудован из тип 5 N* 521А477. 
The I-16 with М-62 and ТК-1 in the shop of #156 production plant.
В мае 1937 года, авторами пулемета Шпитальным и Комарицким был закончен более совершенный образец — пулемет Ультра ШКАС со скорострельностью 2400 выстрелов в минуту. Однако, прежде чем начались полигонные стрельбы Ультра ШКАС, еще двое изобретателей предложили свой образец оружия. Пулемет «СН», обладающий скорострельностью 2800-3000 выстрелов в минуту конструкторы Савин и Норов изготовили в 1935 году. В 1936 году пулемет «СН» успешно прошел испытания, а в 1937 году Комитет Обороны санкционировал его серийное изготовление. «СН» немедленно установили на И-16, более того, установка пулемета привела к появлению нового типа, обозначенного как тип 19. Изменения на новом типе были незначительные, внешне он выглядел как тип 10, «СН» устанавливались взамен крыльевых ШКАС с прежним боезапасом, верхние, синхронные пулеметы остались прежние. Вначале 1939 года завод №21 изготовил три таких машины: №19211, №19213 и №19212. С 15 по 26 марта их испытания провел шеф-пилот заводской летно-испытательной станции полковник Сузи. По результатам испытаний было предложено часть самолетов И-16 вы пускать с этим вооружением, однако количество таких машин неизвестно. Под обозначение И-16 «СН» истребители поступили в войска. Весной 1939 года был принят на вооружение ВВС и пулемет Ультра ШКАС. Некоторое количество И-16. вооруженных крыльевыми пулеметами «СН» и Ультра ШКАС поступили в войска и участвовали в «зимней» войне с Финляндией зимой 1939-1940 года.
Продолжалась установка на истребитель и крупнокалиберных артиллерийских систем. Этой работой в 1938-1939 годах занимался непосредственно Николай Поликарпов, размещавшийся в тот период с основным составом своего КБ на территории Московского авиазавода №156. Основной целью данной работы являлось отработка синхронных пушек и пулеметов, установленных в фюзеляже. При получении положительных результатов, И-16 с таким вооружением, за счет сосредоточения нагрузки в центре масс, становился более маневренным по сравнению с базовым вариантом. Одновременно увеличивалась точность стрельбы.
В конце 1938 года на заводе началось переоборудование двух машин полученных из авиабригады базирующейся в подмосковных Люберцах. С самолета №1021332 сняли крыльевые Шкасы и установили два синхронных 12,7 мм пулемета Березина. В фюзеляже пулеметы размещались перед летчиком, несколько ниже продольной оси самолета. Для размещения боезапаса (440 патронов) и самих пулеметов пришлось заметно уменьшить фюзеляжный бензобак — часть топлива при этом перекочевала в крыльевые топливные баки. Самолет получил обозначение И-16 С.О. (синхронный, опытный) и в период с 23 марта по 9 апреля 1939 года прошел полигонные испытания. Практически одновременно — с 10-го февраля по 4-е апреля испытывался вариант вооруженный двумя ШВАК калибра 20 мм, переделанный из старенького №521570 и получивший обозначение И-16 П.С. (пушечный, синхронный). Пушки при этом устанавливались прямо через кабину летчика, для их обслуживания на борту прорезались небольшие люки, боепитание осуществлялось из двух магазинов по 175 снарядов. Внешне И-16 С.О. и И-16 П.С. мало отличались от серийных собратьев. Хотя обе машины успешно отстрелялись и даже нормально летали с пробитыми лопастями воздушного винта (последнее было особенно важно, ибо малейший сбой синхронного механизма вел к попаданию снаряда в лопасть) обрели они и досадные недостатки. Прежде всего это проявлялось в попадании значительного количества пороховых газов в кабину, однако более серьезным было то, что при стрельбе срывало обтекатель воздушного винта, а патрубок карбюратора засасывал несгоревшие частички пороха. Несмотря на эти неприятности, 6-го мая 1939 года было решено построить войсковую серию И- 16, вооруженных синхронными пулеметами Березина. Неизвестно, была ли такая серия построена, однако интерес к пулемету Березина калибра 12,7 мм, обозначавшемуся поначалу во всех документах как ТКБ-150, весной 1939 года был весьма велик. Еще в апреле появилось правительственное решение о принятии ТКБ-150 на вооружение и его производстве. Немедленно по всем авиационным заводам и КБ была разослана директива, предусматривающая установку пулемета Березина (и только его!) на самолеты. Понадобилось однако определенное время, необходимое на доводку и освоение производства, прежде чем эта механическая машина действительно появилась в войсках. На И-16 пулемет Березина под обозначением БС (Березина, синхронный) стал устанавливаться лишь начиная с середины 1940 года на И-16тип 29.
Опытные работы по модернизации И-16, развернутые Поликарповым на базе авиазавода №156 имели еще одно направление. Этим направлением являлось создание высотного истребителя — одной из главенствующих задач авиапромышленности второй половины 30-х годов. Для осуществления этой задачи Центральным институтом авиационного моторостроения (ЦИАМ) были разработаны турбокомпрессоры ТК-1, работающие от выхлопных газов авиадвигателя. Считалось, что такие турбокомпрессоры можно устанавливать на эксплуатирующиеся в войсковых частях самолеты и тем самым значительно повышать их боевые возможности на высотах до 10 километров.
Для отработки высотных полетов несколько И-16 было оборудовано ТК-1. Турбокомпрессоры устанавливались на боковой поверхности капота, при диаметре 285 мм они вполне удачно помешались в пространстве за головками цилиндров двигателя. Первый И-16 В с двигателем М-25А, оборудованный двумя ТК-1. летал уже во второй половине 1938 года. Тогда это был первый высотный истребитель в СССР. Следом были переоборудованы еще несколько самолетов с двигателями М-25В и М-62. Так как установка турбокомпрессоров оказалась весьма пожароопасным делом — выхлоп из ТК ложился прямо на фюзеляж — борта и центроплан всех этих машин стали обшивать стальным листом.
В течении 1939 года был проведен целый ряд успешных полетов. С двигателем М-25В (самолет №1021582) и двумя ТК-1 истребитель развивал максимальную скорость 494 км/час на высоте 8600 м. с двигателем М-62 скорость на этой высоте превышала 500 км/ч. Одновременно с работами по турбокомпрессорам в СССР в тот период велась работа и но гермокабинам (ГК). К сожалению, на И-16 установить гермокабину было практически невозможно, ибо даже при наименьшем весе такого устройства 29 кг, центровка истребителя достигала катастрофического значения 35%, что являлось совершенно недопустимым. Очевидно, по причине невозможности установки ГК, работы по созданию на базе И-16 высотного истребителя развития не получили.
И-16 тип 24 с подвеской 10 авиабомб по 15 кг. (Г. Петров) 
The I-16 type 24 with ten 15-kg bombs attached.
И-16 тип 24 с ФАБ-100. (Г.Петров) 
The I-16 type. 24 with FAB-100 bomb.
И-16 тип 24. Бомбодержатель для ФАБ-100. (Г.Петров) 
The I-16 type 24 FAB-100 bomb rack.
Кроме масштабных модификаций И-16 были и небольшие доработки самолета, к которым следует, пожалуй, отнести следующие:
— Эксперименты ЦАГИ со всасывающим патрубком карбюратора. Патрубок при этом устанавливался не в лобовой части капота, а на его верхней поверхности.
— Установка в 1940 году хвостового колеса диаметром 200 мм.
— Установка козырька пилота с плоскими стеклами, не дающими бликов.
— Испытания фонаря пилота со сдвигаемой назад средней частью. Летчики Хабаровский, Супрун и Никашин облетавшие самолет И-16 №5210601 в марте 1938 года единодушно забраковали такой фонарь.
— В течении 1937 года И-16 №5210671 подготавливался для скоростного рекордного перелета. Машина готовилась для Валентины Гризодубовой. Осенью 1937 года во время тренировочного полета самолет был разбит Валерием Чкаловым.
— Летом 1940 года в ремонтных мастерских ВВС ВМФ два самолета тип 24 были оборудованы бомбодержателями конструктора Орлова. Самолеты брали 10 бомб по 15 кг или одну 100 килограммовую бомбу. Установки испытывались в 62-й авиабригаде ВВС Черноморского флота.
— Летом 1941 года И -16 тип 29 был оборудован установками для стрельбы реактивными снарядами PC-132. Под каждым крылом размещалось по два снаряда. Установка испытывалась с 18 по 26 июня 1941 года.
— Тогда же в первой половине 1941 года часть И-16 была оборудована стандартными бомбодержателями (по типу И-153) позволяющими подвешивать каплеобразные подвесные бензобаки ПСБ-21 или две бомбы по 100 кг.
В заключение главы, охватывающей (далеко не полностью) работы по переделкам и модификациям самолета следует упомянуть, что И-16 применялся в экспериментах по дозаправке горючим в воздухе. Разработка такой системы была осуществлена в 1935 году специализированным КБ№1 Управления ВВС под руководством конструктора Запанованного[* Работы по дозаправке в воздухе ведись в Советском Союзе еще в 1930г. Использовались самолеты Р-5 и ТБ-1.]. Первоначально система дозаправки была оборудована на биплане И-5. Весной 1936 года для этой цели переделкам подвергся И-16 №123915. Суть всего процесса была проста и заключалась в следующем. С самолета-заправщика ТБ-3 опускался шланг, наконечник которого пилоту истребителя предстояло ухватить и соединить с заправочным гнездом на левом борту И-16. После наполнения бензобака наконечник шланга автоматически выбрасывался из гнезда. Сложность операции по перекачиванию топлива была в следующем. Так как пилоту И-16 приходилось ловить шланг одной рукой, то необходимо было совместить ручку управления самолетом с рычагом управления двигателем. Действительно, устройство, позволяющее управлять двигателем было смонтировано прямо на «калаче» ручки управления. В июне 1936 года полеты на таком доработанном И-16 произвели летчики Соколов, Супрун и Евсеев. 22 июня 1936 года, старший лейтенант Евсеев, один из самых опытных пилотажников среди военных испытателей, произвел две удачных дозаправки в воздухе. В последствии подобные опыты были продолжены после окончания второй мировой войны уже с реактивными истребителями.
И-16 тип 29 вооруженный PC 132. (ГАГО) 
The I-16 type 29 armed with RS-132 unguided rockets.
И-16 тип 29, вооруженный PC и двумя ФАБ-100. В этом варианте взамен бомб можно было подвешивать каплеобразные топливные баки. 
The I-16 type29 armed with RS rockets and two FAB-100 bombs. This variant could carry two drop tanks instead of bombs.
