Совершенствование маневренных истребителей осуществлялось последовательным развитием бипланной схемы на основе улучшения аэродинамики компоновки, при сохранении сравнительно небольшой удельной нагрузки на крыло, и применением все более мощных и высотных моторов. Тем самым обеспечивался прирост максимальной скорости, повышение высотности, скороподъемности и потолка и при отличных маневренных качествах самолета.
Применение монопланной схемы с одновременным уменьшением площади крыла и применением более тонких аэродинамических профилей позволяло резко снизить сопротивление. Одновременно были применены убирающиеся в полете шасси и гладкая жесткая обшивка планера. Площадь крыла при заданной массе была уменьшена в 2–2,5 раза. Это привело к возрастанию удельной нагрузки на крыло с 70–100 кг/кв. м у тяжелых монопланов начала 1930-х годов до 140–170 кг/кв. м у скоростных монопланов. В результате полное сопротивление снижалось в 1,5–2 раза, скорость полета возрастала на 20–30 % при неизменной мощности двигателя и высоте полета. Переход на скоростной моноплан стал возможен и благодаря применению новых материалов и технологий. В самолетостроении стали широко применяться плакированный дюралюминий, высокопрочные стали, легкие сплавы повышенной прочности облагороженная древесина и др.
Негативным фактом перехода на схему скоростного моноплана стало сваливание на крыло на больших углах атаки, рост взлетной и посадочной скоростей в связи с возрастанием удельной нагрузки на крыло, увеличение времени выполнения виража. С другой стороны, достигнутые к 1932–1933 годам мощности авиационных двигателей не давали первым скоростным истребителям никаких преимуществ в вертикальных скоростях и в скоростях набора высоты перед маневренными бипланами.
Поэтому некоторое время два вида истребителей развивались параллельно.
В октябре 1933 года начались летные испытания новой машины Поликарпова (сумевшего заинтересовать ею Якова Алксниса и получить под свое начало персональную бригаду) — одностоечного полутораплана смешанной конструкции ЦКБ-3 (крылья — деревянные с полотняной обшивкой, фюзеляж — сварной из хромомолибденовых труб, оперение — дюралевое), именовавшегося впоследствии И-15. Верхнее крыло было выполнено по схеме «чайка». Нововведение не только улучшило обзор из кабины летчика, уменьшило лобовое сопротивление, но и резко увеличило маневренность. Примыкавший к фюзеляжу центроплан создавал столь значительную боковую поверхность, что самолет мог лететь буквально «на боку», с креном 90 градусов. В замысле предполагалось также внедрить убираемое шасси и закрытый фонарь кабины, но реализовать эти идеи на практике не удалось.
