Взяв за основу схему истребителя И13, Николай Николаевич существенно ее переработал. Двигатель жидкостного охлаждения М-32 заменил двигателем воздушного охлаждения «Циклон» фирмы «Райт» с кольцом Тауненда, в связи с чем серьезному изменению подверглась носовая часть фюзеляжа. Первоначально спроектированный нормальный центроплан крыла был затем выполнен по типу «чайка». Это уменьшало лобовое сопротивление и улучшало обзор.
Самолет имел смешанную конструкцию, выклеенный из шпона фюзеляж и одностоечное шасси. Кабина закрытая, со сдвигаемой назад крышкой фонаря. Разрабатывались и другие модификации машины с мотором «Меркур» (И- 146), с убирающимся рычажным механизмом в борт фюзеляжа шасси (И- 14в). Ожидаемые летные характеристики последнего были вполне созвучны с характеристиками моноплана И14. В этих проектах Николай Николаевич придерживался идеи «модульной конструкции», которая при минимуме затрат позволяла создать машины разного назначения.
Когда предварительные проекты самолетов И-13, И-14 и И-14а были готовы, перед Ильюшиным возникла проблема, как представить их руководству ЦАГИ и ВВС. Позиция Туполева о вредности разработки параллельных проектов (распыляются силы и средства) была хорошо известна, и с ней соглашались многие видные деятели авиационной отрасли и военные. После недолгого размышления Ильюшин решил созвать заседание по обсуждению проектов истребителей в ЦАГИ, а для того, чтобы держать совещание в определенных рамках, пригласить на него начальника ВВС Алксниса.
Совещание состоялось 8 декабря 1932 г. На нем обсуждались представленные проекты, степень их соответствия заданию, увязка с планами производства и закупки новых двигателей.
По результатам работы было принято постановление:
«1. И-14а переименовать в И-15.
2. Проектировать и строить все три самолета твердо под наши опытные истребительные моторы.
3. Ввиду некоторой задержки выхода наших опытных истребительных моторов и необходимости форсировать выпуск опытных образцов истребителей, считать возможным допустить конструирование опытного образца И-14 и И-15 под один из двух следующих моторов воздушного охлаждения: Бристоль-Меркур или Райт-Циклон,
4. Создать техническую комиссию под председательством т. Левина (НИИ ВВС) в составе следующих товарищей: от ЦАГИ-тт. Сухой, Поликарпов. ОТТЭН, от НИИ – (по усмотрению т.Левина).
5. Поручить технической комиссии не позже 13.Х11 с.г. представить свои выводы и предложения по выбору заграничного типа мотора для самолетов И,-14 и И-15 (Бристоль-Меркур или Райт-Циклон); при выборе Бристоль- Меркура или Райт-Циклона для И-14 и И-15 учитывать при этом (сопоставлять) все преимущества одного и другого: летно-технические и тактические, производственные, вероятные сроки получения и т.д.
