В создание следующего истребителя — И-5 — вмешалась весьма влиятельная организация —ОГПУ (Объединенное государственное политическое управление). После успешно проведенных в 1928–1930 гг. сфальсифицированных процессов над старыми специалистами, обвиненными во вредительстве, ОГПУ арестовало группу авиационных инженеров и техников, которых также обвинили во вредительстве и участии в контрреволюционных организациях. Список арестованных возглавил Д. П. Григорович, которого взяли в рабочем кабинете 1 сентября 1928 г. Вскоре в Бутырской тюрьме оказались также сотрудники его отдела морского опытного самолетостроения, а также авиаспециалисты из других организаций.
Н. Н. Поликарпова отправили в Бутырку 25 октября 1929 г. Процесс организовывать не стали. Так называемая коллегия ОГПУ без особых церемоний присудила вредителей к разным срокам заключения, а одного из них — Н. Н. Поликарпова — приговорили к расстрелу. В это время в ВВС РККА летали самолеты пяти его типов.
Приводить приговоры в исполнение не спешили — у руководителей ОГПУ к тому времени сложилось мнение, что расстреливать специалистов или отправлять их в трудовые лагеря контрпродуктивно. Гораздо больше пользы будет, если заставить их работать в тюремных условиях по своей основной специальности. В частности — авиационные конструкторы пусть проектируют для Страны Советов самолеты.
Эту мысль изящно изложил в своем письме Председателю Совета Народных Комиссаров СССР В. М. Молотову заместитель Председателя ОГПУ Г. Г. Ягода: «Только условия работы в военизированной обстановке способны обеспечить эффективную деятельность специалистов в противовес разлагающей обстановке гражданских учреждений». Организацию с «военизированной обстановкой» создали в Бутырской тюрьме в декабре 1929 г. В ней собрали всех авиационных заключенных. Название организации дали громкое — «Особое конструкторское бюро» (ОКБ). Задачу перед зэками поставил лично начальник ВВС РККА Я. И. Алкснис — к марту 1930 г. создать истребитель с двигателем воздушного охлаждения, который по своим характеристикам превосходил бы лучшие мировые аналоги. Главным конструктором ОКБ был назначен Д. П. Григорович, его замом — Н. Н. Поликарпов.
Хотя в тюрьме ничто не отвлекало заключенных от проектирования самолета, условия в ней также не способствовали этой работе. Поэтому в начале 1930 г. ОКБ перевели на территорию авиазавода № 39, расположенного вблизи московского Центрального аэродрома. При этом ОКБ ОГПУ переименовали в ЦКБ-39 (Центральное конструкторское бюро при заводе № 39). В надежде на то, что в случае успешной реализации проекта сроки заключения будут сокращены, заключенные трудились с утра до позднего вечера. Работали на совесть — было проработано более полутора десятков вариантов самолета. Все работы по проекту были завершены в конце марта, а 27 апреля первый опытный образец машины выкатили из сборочного цеха для проведения летных испытаний. На киле была изображена монограмма: буквы «ВТ» и цифра «11», то есть «внутренняя тюрьма», вариант 11. Первый полет этого самолета, оснащенного двигателем «Юпитер-VII», состоялся 29 апреля 1930 г.
На летные испытания были представлены также варианты самолета «Клим Ворошилов» с двигателем «Юпитер-VI» и «Подарок XVI партсъезду» c двигателем М-15. Все варианты самолета были полуторапланами и имели смешанную конструкцию. Ферма фюзеляжа сваривалась из стальных труб. Для увеличения жесткости ферма имела внутренние проволочные растяжки. К ферме крепился каркас из легких дюралюминиевых шпангоутов и стрингеров. В передней части фюзеляжа обшивка выполнялась металлическими листами, хвостовая часть фюзеляжа обтягивалась полотном. Крылья были деревянными, двухлонжеронными. Передняя кромка крыльев изготавливалась из дюралюминия. Остальная часть крыльев обтягивалась полотном, пропитанным аэролаком. На серийных самолетах устанавливался двигатель М-22 мощностью 480 л. с. С ним самолет развивал максимальную скорость полета 252 км/час. Вооружение состояло из двух 7,62-мм пулеметов, причем была предусмотрена установка еще двух таких пулеметов. Самолет мог нести две 10-кг бомбы.
Испытания самолета, получившего обозначение И-5, показали, что по скорости у земли он как минимум не уступает истребителям потенциальных противников, отличаясь отличной маневренностью на горизонталях.
Самолет был принят на вооружение ВВС РККА и запущен в серийное производство. В истребительной авиации он заменил И-3. На 1 декабря 1933 г. в авиационных эскадрильях имелось уже 343 самолета этого типа, а ко времени окончания производства в 1934 г. их число составило более 800. Убедившись в том, что подневольный труд конструкторов может дать положительные результаты, руководство ОГПУ поставило перед ЦКБ-39 задачу спроектировать сразу несколько боевых самолетов:
- пушечный истребитель И-Z;
- бомбардировщик ТБ-5;
- морской четырехмоторный бомбардировщик;
- штурмовики ТШ-1 и ТШ-2;
- двухместный истребитель.
