Авиатрест 16 апреля 1930 г. был преобразован во Всесоюзное авиационно- промышленное объединение (ВАО). В июле 1930 г. ВАО оказалось в ведении Наркомата по военным и морским делам, что лишь усилило организационные неурядицы.
Тяготившийся этим Григорович сумел сформировать отдельную конструкторскую группу, занимавшуюся разработкой истребителя И-Z, оснащенного динамореактивными пушками Л.В.Курчевского.
В конце апреля 1930 г. Поликарпова назначили начальником конструкторской бригады. Он вел текущие работы по серийным самолетам И-3, И-5, Р-5, помогал в испытании бомбардировщика ТБ-2, курировал работы КБ завода № 25 по доводке истребителя И-6 и проектированию И-7.
В 1930 г. было решено построить еще два опытных экземпляра истребителя И-6, после внесения изменений в его конструкцию. Николай Николаевич выполнил все необходимые проектные расчеты. Его разработка проводилась вначале на заводе №25, а после его ликвидации – в бригаде С.А.Кочеригина. Строились эти экземпляры на заводе № 39. Это была фактически новая машина, поэтому целесообразнее этот самолет назвать И-6 завода № 39.
Как и большинство конструкций Поликарпова, он имел выклеенный из шпона фюзеляж. Шасси сделано пирамидальным. Двигатель закрывал капот с индивидуальными обтекателями головок цилиндров. На самолете был установлен первый отечественный винт изменяемого шага конструкции ЦАГИ. Летчики отмечали хорошие пилотажные качества И-6. Однако винт оказался неудачным и недодавал тяги. Новый истребитель не показал существенных преимуществ по сравнению с И-5. В серийное производство не передавался.
Конструкторская группа Поликарпова получила задание на проектирование штурмовика ЛШ и почти одновременно – на создание тяжелого бомбардировщика ТБ-ФЭД-3.
О глубине проработки заданий свидетельствует довольно солидный список литературы, изученной Николаем Николаевичем на русском, английском, французском языках. Он составлял конспекты наиболее заинтересовавших его книг: «The Air annual of the British Empire» (1930г.), Оливер Стьюарт «Военная авиация», «The Bristol «Buldog»», «Методика расчета многолонжеронного свободнонесущего крыла» (Труды ЦАГИ) и другие.
К работе над штурмовиком Поликарпов приступил, уже имея за плечами опыт проектирования самолета ОЛ-1 «Боевик» и модификаций аналогичного назначения разведчиков Р-1, Р-5. Схема была принята по типу Р-5. Первоначально проектировался легкий штурмовик ЛШ (ЦКБ №5) с двигателем БМВ-VI и шестью пулеметами для обстрела наземных целей. Два пулемета предполагалось установить в задней кабине на турели. Броня закрывала двигатель и экипаж только снизу. По ходу проектирования самолет переделали в тяжелый штурмовик TШ-1, в котором двигатель и экипаж размещались в бронекоробке (поскольку произошла задержка с разработкой ЦАГИ с 1929 г. полностью бронированного двухмоторного штурмовика ТШ). Сваривать броню тогда не умели, поэтому бронекоробку собирали из отдельных броневых плит на болтах. Вооружение по сравнению с ЛШ было усилено – добавлено два пулемета.
