První prototypChAI-5 vzlétl roku 1936 poháněný motoremWright Cyclone a ukázalo se, že se jedná o letoun dobře ovladatelný s dobrou manévrovatelností. Proto si ho Rudá armáda objednala jako průzkumný stroj pod označením R-10 (razvědčik). Sériové stroje produkované od jara 1937 měly zabudovaný sovětský motor Švecov M-25V o výkonu 530 kW, od 10. série s dvoulistou kovovou stavitelnou vrtulí VIŠ-6. Roku 1938 byl jeho konstruktér zatčen NKVD za údajnou sabotáž a špionáž a v zinscenovaném procesu odsouzen na 15 let vězení (roku 1941 byl propuštěn). Po zatčení Iosifa Němana pokračovaly dále práce na nové variantě ChAI-5bis s výkonnějším motorem M-25E, který dosahoval rychlosti 425 km/h.