Лыжное шасси
В зимний период большинство И-16 оборудовалось лыжным шасси, так как в этом случае отпадала необходимость в расчистке аэродромов от снега. Множество испытательных полетов, проводилось на самолетах И-16 тип 5, оснащенных лыжным шасси – на основных стойках шасси вместо колес устанавливались две лыжи. Чтобы лыжи не вибрировали в полете, они удерживались двумя растяжками. Дополнительная лыжа устанавливалась и на хвостовой костыль. Когда самолет устанавливался на лыжи, стойки шасси убирать было нельзя. В ходе испытаний двигателя М-25 В на И-16 тип 5, самолет нес больший кок винта, который стал стандартным на более позднем варианте – И-16 тип 18.
Штурмовой вариант И-16 тип 5
Два истребителя И-16 тип 5 были в экспериментальном порядке оборудованы шестью пулеметами ШКАС (калибра 7,62 мм), установленными в крыле. Эти пулеметы могли подниматься вверх на угол до 200. Этот вариант самолета-штурмовика, построенный в конце 1936 года как, в серийное производство не пошел.
ЦКБ-29
ЦКБ-29 был разработан как высокоскоростной пикирующий бомбардировщик, и оснащался импортным двигателем Wright Cyclone SGR-1820-F-3. Этот вариант И-16 тип 5 был изготовлен и проходил испытания, в течение 1936 года и отличался наличием пневматических стоек- шасси и закрылками. Самолет вооружался двумя пулеметами ШКАС, на узлы подвески под крыльями могли подвешиваться бомбы (до 200 кг).
И-16П (пушечный)
И-16П был разработан на базе истребителя И-16 тип 5 с импортным двигателем Wright Cyclone SGR-1820-K-3. И-16П отличался от серийного И-16 тип 5 установленным в крыле вооружением: двумя пулеметами ШКАС (калибра 7,62 мм) и двумя синхронизированными пушками ШBAK (калибра 20 мм) с боезапасом по 50 снарядов на ствол. Пушки были установлены в крыле, близко к фюзеляжу и стреляли через окружность, ометаемую винтом. Самолет также мог нести под крыльями шесть бомбовых контейнера типа Д-31.
Было построено два И-16П, оба с одной и той же установкой вооружения. Один И- 16П имел убирающиеся стойки шасси, тогда как на другом И-16П имел неубирающиеся стойки шасси без щитков.
Это был первый опыт установки 20 мм пушки на советском истребителе. Испытания показали, что летные характеристики остались практически такими же, как и обычного серийного И-16 тип 5. Хотя испытания прошли успешно, однако пушки, имеющие большую отдачу, не устанавливались на серийных самолетах (И-16 тип 17) еще два года.
Пилот левого истребителя И-16 тип 5 сдвинул фонарь кабины в переднее положение. В ходе испытаний было установлено, что «Звено-6» способно развивать скорость до 268 км/час.
Этот истребитель И-16 тип 5 уже подвешен на свое место к раме под крылом бомбардировщика ТБ-3-4М-17Ф и его шасси не касается земли.