Огневые испытания трехдюймовой авиационной пушки Курчевского, получившей обозначение АПК-1, начались 26 июля 1929 г. Уже первые выстрелы показали, сколь значительное разрушающее воздействие на конструкцию самолета-носителя оказывает истекающая из казенной части орудия струя пороховых газов. Стало ясно, что для установки ДРП необходимо разработать специальный истребитель, имеющий повышенную прочность или скомпонованный по особой схеме. Задания на проектирование такого самолета получили конструкторское бюро ЦАГИ, возглавляемое А.Н.Туполевым, и Центральное конструкторское бюро (ЦКБ) ОГПУ, неофициальным техническим руководителем которого был Д.П.Григорович.
Известный авиационный конструктор Дмитрий Павлович Григорович находился в руках ОГПУ с сентября 1928 г. После создания возглавляемым им коллективом арестованных конструкторов удачного истребителя И-5 весной 1930 г. Григорович, оставаясь формально арестованным, числился старшим консультантом при ЦКБ. Условия его содержания под стражей стали более мягкими, и власти даже позволили Дмитрию Павловичу съездить вместе с семьей на отдых в Ялту, разумеется, в сопровождении охраны. После возвращения с юга ему и было предложено разработать самолет-истребитель под две трехдюймовые пушки Курчевского.
Для решения этой задачи Григорович организовал небольшую группу, с которой обособился в одном из ангаров московского авиазавода №39. Участие в создании самолета принимали: А.Н.Седельников, В.Л.Корвин, А.Н.Надашкевич, Е.И. Майоранов, В.Д.Яровицкий, Г.Е.Чупилко, С.Н.Шишкин. В основном это были специалисты, разрабатывавшие И-5, поэтому отработанные на нем решения надлежащим образом использовались. От И-5 практически без изменений позаимствовали винтомоторную установку с двигателем М-22 и центральную часть фюзеляжа ферменной конструкции. К ней крепилась особо жесткая хвостовая часть, выполненная в виде полумонококовой балки. Оперение усилили внешними зигами, и, дабы избежать влияния пороховых газов, стабилизатор подняли вверх. Низкорасположенное крыло в зоне стыка с фюзеляжем для снижения интерференции имело уменьшенную толщину профиля. Необходимая жесткость крыла обеспечивалась двойными стальными подкосами, связанными с подфюзеляжной силовой фермой. Чтобы свести к минимуму индуктивное сопротивление, концевые части крыла выполнили элипсовидными. Несмотря на наличие в облике самолета некоторых эстетских проявлении, выглядел он достаточно громоздко, особенно с установленными пушками. Внешний вид И-Z свидетельствовал о принадлежности его к переходной эпохе, когда облик скоростных истребителей-монопланов еще не определился.
