Однако судьба этой машины оказалась драматической. Первый же вылет 15 декабря 1938 года завершился катастрофой, в которой погиб знаменитый советский летчик, участник рекордных перелетов через Северный полюс Герой Советского Союза Валерий Чкалов. Было выдвинуто множество версий происшествия, включая откровенно конспирологические, предполагавшие «вредительство» или прямое покушение на жизнь летчика. Вполне вероятно, что сказалась и спешка, в которой готовился первый вылет, дабы приурочить сдачу машины к началу XVIII съезда ВКП(б), который должен был проходить в марте 1939 года.
Официально причиной катастрофы была признана остановка двигателя в полете по причине переохлаждения. Согласно иному мнению, причиной могла стать недостаточная приемистость М-88, в итоге при попытке летчика, недостаточно изучившего его особенности, резко «дать газ» двигатель заглох. Посадка самолета даже с неработающим двигателем, но сохранившего при этом управляемость, не являлась проблемой для летчика высокой квалификации, но В. Чкалов в нарушение полетного задания слишком удалился от аэродрома, в результате для вынужденной посадки ему не хватило ни высоты, ни дистанции.
Мнения современных исследователей по поводу отношения Н. Поликарпова к подобным темпам подготовки машины расходятся. По одним источникам, сам Поликарпов считал, что к полноценным испытаниям машина будет готова не раньше февраля. Согласно другим утверждениям, наличие у опытного самолета мелких дефектов, не создающих прямой угрозы безопасности полета, считалось вполне допустимым и привычным практически для любого КБ, при этом замеченные недостатки подлежали устранению в процессе дальнейшей работы.
Акт о готовности самолета к вылету вместо главного конструктора подписал заместитель Поликарпова Д. Томашевич, являвшийся ведущим конструктором по И-180. В результате расследования катастрофы Томашевич был арестован, подвергся аресту также ряд других должностных лиц, в том числе начальник 1-го Главного управления Наркомата оборонной промышленности С. Беляйкин и директор авиазавода № 156 М. Усачев.
Работа над самолетом тем не менее была продолжена. Уже второй опытный образец, пилотируемый летчиком-испытателем С. Супруном, принял участие в традиционном авиационном параде 1 мая 1939 года. Однако темпы постройки запланированной партии из 30 самолетов откровенно не выдерживались – чему способствовало, помимо прочего, и неприязненное отношение к машине Поликарпова руководства авиазавода № 21, основное внимание уделявшего собственному проекту – истребителю конструктора заводского КБ М. Пашинина И-21. А 5 сентября 1939 года произошла вторая катастрофа, при этом погиб испытатель полковник Т. Сузи. Хотя причина катастрофы не была установлена, она стала очередным ударом по репутации самолета, с учетом того что еще ранее – 26 мая – произошла авария и с одной из предсерийных машин.
В итоге выпуск предсерийной партии завершен не был. Основной причиной закрытия программы И-180 принято считать низкую надежность двигателя М-88, снятого с производства в августе 1940 года. Однако уже в ноябре выпуск М-88, устанавливавшегося на бомбардировщиках Ильюшина ДБ-3Ф, после устранения основных недостатков был возобновлен. Поэтому, видимо, эту причину все-таки не приходится считать единственной.
Работу над проектом И-180 в инициативном порядке Н. Поликарпов еще продолжал в течение некоторого времени – в частности, прорабатывался вариант Е-6, с закрытой кабиной и небольшой стреловидностью крыла для смещения центровки, а также – уже в апреле 1941 года – «гибридный», переходный вариант И-180 Е-7, в конструкции которого были совмещены мотоустановка и крыло И-180 и хвостовая часть фюзеляжа И-185. Однако все они остались лишь на стадии проектирования.
В числе проектов, разрабатывавшихся в КБ Поликарпова накануне Второй мировой войны, значились не только истребители. Так, в 1936 году Поликарпов принял участие в неофициальном конкурсе на создание самолета поля боя, известном как «Сталинское задание», под девизом «Иванов», при этом его проект был наряду с проектами П. Сухого и И. Немана рекомендован к постройке опытного образца.
В соответствии с техническим заданием (предусматривавшим максимальную скорость 350–400 км/ч, потолок 9000–10 000 м и дальность до 2000 км) конструкторы обещали скорость не менее 400 км/ч и потолок более 9000 м, дальность, правда, предполагалась меньшая – до 1500 км. При этом предполагалось, что «Иванов» будет нести от шести до девяти 7,62-мм пулеметов, поднимать до 400 кг бомб и до 10 ракетных снарядов. В целом проект предусматривал возможность выпуска в нескольких модификациях – разведчика, бомбардировщика, истребителя сопровождения и штурмовика, с возможностью усиления вооружения установкой двух 20-мм пушек ШВАК.
Постройка опытного самолета не обошлась без осложнений: начата она была на горьковском заводе № 21, а продолжена на выделенном под выпуск ряда опытных самолетов заводе № 156 – ранее заводе опытных конструкций (ЗОК) ЦАГИ, главным конструктором которого был назначен Поликарпов после ареста А.Н. Туполева. 3 августа 1938 года самолет совершил первый полет. Несмотря на проявлявшиеся в ходе полетов технические неполадки, отзывы испытателей в целом были положительными, а в 1939 году на самолет был установлен 1200-сильный мотор М-63Р. Однако к осени 1939 года уже прошел государственные испытания самолет П. Сухого, впоследствии запущенный в серию под наименованием Су-2, к тому же М-63Р все еще оставался достаточно «сырым» и ненадежным. Проект «Иванов» Поликарпова потерял актуальность, и работы по нему постепенно были прекращены.
«Иванов», впрочем, был не единственным проектом бомбардировщика, разрабатывавшимся коллективом Поликарпова. Еще в 1936 году в КБ была начата работа над самолетом СВБ (скоростной высотный бомбардировщик), который, согласно расчетам, должен был иметь скорость 520–550 км/ч. Но далее проектирования дело не продвинулось – ставку сделали на модернизацию находящегося в производстве СБ, а на базе СВБ был предложен проект двухместного двухмоторного воздушного истребителя танков (ВИТ-1), в свою очередь также рассматриваемый в трех вариантах – собственно ВИТ, ближнего скоростного бомбардировщика (БСБ) и многоместного пушечного истребителя МПИ.
В октябре 1937 года был построен ВИТ-1(МПИ), который нес две 37-мм и одну 20-мм пушки и должен было поднимать до 1600 кг бомб.
Испытания ВИТ-1 продлились до середины 1939 года и были прекращены в связи с большим количеством дефектов и несоответствия полученных характеристик заданным вследствие недостаточной мощности 960-сильных моторов М-103.
Уже в мае 1938 года был построен усовершенствованный вариант самолета – ВИТ-2. Он предусматривал усиление вооружения, в состав которого должны были входить две 37-мм пушки ШФК-37 в корневой части крыла и две подвижных 20-мм пушки ШВАК – в носовой части самолета и на турели воздушного стрелка, и установку новых двигателей М-105 мощностью 1050 л.с.
Трехместный двухмоторный моноплан с разнесенным оперением развивал скорость до 450 км/ч у земли и 513 км/ч на высоте 4500 м, был способен атаковать наземные цели в пикировании при углах до 40° на дистанции 400–450 м, что для своего времени делало машину достаточно перспективной для борьбы с бронетехникой противника.
Однако по итогам испытаний было рекомендовано для серийного выпуска создать на базе машины пикирующий бомбардировщик, впоследствии обозначавшийся как СПБ. Вооружение сократили до 7,62-мм пулемета ШКАС в кабине штурмана и оборонительного 12,7-мм пулемета УБТ на турели воздушного стрелка, при этом самолет должен был поднимать 800 кг бомб во внутреннем бомбоотсеке и до 700 кг или «в перегруз» одну бомбу весом 1000 кг на внешней подвеске.