Второй самолет испытывали в двух вариантах: как разведчик и как легкий бомбардировщик, причем бомбовая нагрузка доходила до 800 кг - намного больше, чем предусматривалось заданием (250-300 кг). Под фюзеляжем поставили балки для бомб калибром до 250 кг, скопированные с французского образца (потом их приняли на вооружение под обозначением Дер-13). Значительное увеличение нагрузки не прошло бесследно, появились деформации нижнего крыла. Поэтому предложили усилить передний лонжерон и поставить бобышки в местах установки бомбодержателей.
Второй образец унаследовал часть дефектов первого. Испытатели отметили склонность к капотированию, запаздывание с выходом из штопора, потерю устойчивости на пикировании, разбалтывание панелей капота, течь радиатора. Изношенную пятку костыля пришлось дважды менять.
Испытания завершились перелетом Москва-Севастополь-Москва. Для этого машину оснастили дополнительным баком на 161 кг бензина. Экипаж состоял из Писаренко и заместителя начальника УВВС Я.И. Алксниса. Не следует переоценивать роль последнего: тогда Алкснис был лишь поспешно обученным любителем. Так что основную работу делал, конечно, Писаренко. Между Тарусой и Алексином пришлось сделать вынужденную посадку - потек радиатор. Долив три ведра воды из речки, полетели дальше. Перелет завершился благополучно.
Эталонами для серии должны были стать третий и четвертый Р-5. 29 августа 1929 г. из НИИ ВВС на завод отправили письмо, в котором изложили требования по ликвидации недостатков, выявленных на испытаниях. Но 24 августа третий самолет уже совершил первый полет! Поэтому он остался практически таким же, как первый и второй. Отличие заключалось только в водяном радиаторе, в котором вместо шестигранных трубок использовали круглые. Военные все-таки требовали внести изменения. Авиатрест предложил компромисс: оставить третий образец как есть, а четвертую, еще недостроенную машину подвергнуть переделке. Однако УВВС осталось непоколебимым и добилось своего. Заводу пришлось 10 сентября выслать бригаду рабочих, которые начали дорабатывать машину прямо в ангаре НИИ ВВС. В т.ч. они поставили новый костыль с дополнительными ребрами на пятке, смонтировали храповик для запуска двигателя от автостартера, полотняные обтекатели спицованных колес шасси заменили алюминиевыми, организовали дренаж внутренних объемов для стока воды. В полу кабины появилось окно для прицеливания при фотографировании. Выхлопная система стала выглядеть достаточно оригинально: слева стоял коллектор с выходом через трубу, загнутую вверх-назад, а справа - отдельные патрубки. 18 сентября комиссия НТК «удостоверила удовлетворительное внесение переделок». Машину выпустили на испытания.
Несмотря на новые выхлопные патрубки, угара в кабинах стало еще больше, чем раньше. Конец коллектора в полете вибрировал, а при высоких оборотах из него выбивалось пламя, ослеплявшее летчиков ночью. Хуже того, в самолет начало заносить искры. Если учесть, что Р-5 состоял из дерева и полотна, это казалось очень опасным. Летные данные третьего экземпляра были близки к показанным вторым, хотя несколько улучшилось поведение в штопоре из-за более передней центровки.
За третьим экземпляром последовал четвертый. Он имел выхлопную трубу, идущую вдоль левого борта за кабину летнаба (фанеру под ней прикрыли полосой дюраля) и переделанное шасси - более высокое, с выносом колес вперед. Испытания показали, что опасность капотирования уменьшилась, но стало «не хватать» рулей при традиционной посадке «на три точки». Увеличилась также нагрузка на костыль. Длинная выхлопная труба избавила от заноса гари в кабины, но ухудшила обзор влево. Козырек пилотской кабины на четвертом самолете остался целлулоидным - триплекса просто не достали. Позднее четвертый самолет получил усиления нижнего крыла с расчетом на увеличение бомбовой нагрузки.
11 октября 1929 г. приняли решение о массовом производстве Р-5. За три дня до этого военные уже заказали серию из 15 самолетов для войсковых испытаний. 17 ноября последовал другой заказ на такое же количество машин. Первый предстояло выполнить к 1 апреля 1930 г., второй - к 1 июня. Производство развертывали на заводе № 1 в Москве.
Фактически подготовку начали раньше. 25 апреля 1929 г. сформировали группу конструкторов, которые занялись рабочими чертежами. Но в сентябре директор завода приостановил работу, ссылаясь на отсутствие утвержденного эталона. Теперь таковым решили считать четвертый самолет. От длинной выхлопной трубы отказались, заменив ее индивидуальными патрубками, но несколько иной формы, чем на первой и второй машинах. Как типовой приняли усиленный (с внутренними косынками) водяной радиатор с трубками круглого сечения. Военные потребовали установить ручной стартер, смонтировать электрогенератор, освещение и навигационные огни. Электрооборудование проектом предусматривалось, но на опытных образцах отсутствовало. Но самое главное - следовало усилить планер под бомбовую нагрузку в 800 кг. Для этого предусмотрели подкрепления коробки крыльев, оперения и костыля.
Поликарпов не успел порадоваться успехам своего детища. 24 октября 1929 г. его арестовали как «вредителя», и даже после освобождения к работе над Р-5 он не возвращался. Задуманная Поликарповым модернизация самолета с переходом на смешанную конструкцию и подвеской бомб калибром до 500 кг так и не была осуществлена.
Завод не смог выполнить первый заказ в срок. Причинами стали постоянные изменения в чертежах, нехватка материалов и оборудования. Во Франции заказали 15 комплектов колес, но в срок прибыли только 10. Две недели потеряли потому, что завод, уверенный в преимуществе шасси по типу четвертого экземпляра, заготовил их на всю 1-ю серию, а НТК 9 января 1930 г. утвердил шасси по образцу третьего самолета.
Ни ручной стартер, ни освещение в кабине на 1-й серии установить не смогли - слишком много получалось переделок. 7 апреля Алкснис разрешил принять первые семь Р-5 без электрооборудования. Часть изменений, отработанных на опытных машинах, просто проигнорировали. Не было храповиков на винтах, козырьков кабин летнабов, обтекатели колес остались полотняные. Усиление крыла под бомбодержатели не производилось.
14 апреля закончили самолет № 4141, отстав от срока на две недели. На следующий день представили военной приемке машину № 4142, которая ее забраковала. Самолет № 4141 отправили в НИИ ВВС для проведения Госиспытаний. Его укомплектовали тщательнее, чем остальные Р-5 1-й серии, установив электрооборудование, радиостанцию ВОЗ III (14С), все приборы. На турели смонтировали новые пулеметы ДА, а вот ящики оставили под диски «Льюиса».
Погода становилась все теплее, и летчики НИИ ВВС все чаще сталкивались с перегревом воды - даже при полностью выпущенном радиаторе она слишком быстро испарялась. Пришлось вернуться к
