安装有RSI-3无线电发报机的伊-16-5型
一次试飞中，TsKB-12bis降落时由于起落架崩溃而导致飞机损毁。因此，又为起落架装上了舱门，以便让它在飞行中可以完全收在机翼里。此外，还安装了一个新设计的非常简洁实用的操纵杆，并且在驾驶员椅背上加装了8毫米的装甲（这是苏联第一个在椅背上安装装甲的机型）。同时长期等待的712hp的美国怀特-旋风SGR-1820-F-3发动机到达了，设计组马上决定使用这种发动机作为TsKB-12bis的动力。由于使用新的发动机，发动机整流罩也重新设计成一个头大脚小的圆锥形，在它的顶部开有9个冷却进气口，沿壁侧各有8个排气口槽，7个单独的排气口，整流罩左舷上方的排气口槽为一对并排的排气孔。为了增强机翼的刚性，在机翼的覆盖物上增加了金属的成分以使机翼能发挥更好的性能。新设计采用了汉密尔顿的双叶片标准螺旋桨。安装在飞机上的滑动式座舱罩在当时还属于新鲜事物，不过飞行员普遍不是很欢迎这种设计，他们更习惯打开仓罩飞行，因为他们认为这种座舱罩有碍视野（由于用于座舱罩上的玻璃透光性不好），并且害怕在紧急情况发生时容易使驾驶员陷入困境。
