Хвостовое оперение имело дюралевый каркас, обшитый полотном. Стабилизатор, снабженный V-образными подкосами каплевидного сечения, имел механизм регулировки угла установки на земле. Киль самолета для парирования разворачивающего момента воздушного винта повернут влево на 1°32'. Место сочленения с фюзеляжем закрыто дюралевым обтекателем. Стык обтекателя и фюзеляжа заклеен полотняной лентой. В процессе эксплуатации обтекатель мог сниматься, после его последующей установки место стыка заклеивалось новой лентой. Так как лента далеко не всегда закрашивалась, выглядела она светлой полосой, на фотографиях воспринимается декоративной покраской, вводя в заблуждение современных исследователей.
Основные стойки шасси И-153 убирались с поворотом назад. Ниши колес, называемые куполами, имеют внутренний диаметр 730 мм. Колеса 700´150 мм, стандартные, с дисковыми тормозами, снабжены обтекателями-крышками убранного положения. Основные стойки крепятся в нижней части фюзеляжа при помощи карданного узла. Необходимую жесткость каждой стойки обеспечивают шарнирные подкосы, в выпущенном положении образующие жесткую трехгранную пирамиду. Уборка шасси осуществлялась сжатым воздухом, при помощи пневмоцилиндра, в убранном положении стойки прикрывались подвижным щитком. Применялись щитки клепаные из профилей, часть серийных машин имела щитки с усилениями из гофра. В случае отказа основной воздушной системы, для выпуска шасси имеется аварийный механический опускатель. Механизм представляет собой обычную лебедку. Приводится в действие рукояткой, расположенной на правом борту.
Костыль И-153 поворотный, сварен из свернутого стального листа и снабжен колесом диаметром 150 мм из цельной резины. Для управления костылем, последний эластично связан с рулем поворота пружинами. Амортизация костыля воздушно-масляная, для доступа к ней на левом борту под стабилизатором имелся небольшой люк.
Зимой самолет переставлялся на лыжи, которые при уборке поджимались к фюзеляжу, частично выступая в поток. Использовались лыжи самолета И-16, с переделкой кабана крепления и введением дополнительного звена — так называемой серьги, увеличивавшую стояночную высоту самолета до необходимого значения. Карданный механизм при уборке лыжного шасси не применялся, поэтому основной узел стойки фиксировался в зимнем положении. Купола для уборки колес прикрывались зимним щитком, подвижный щиток, закрывающий стойки в убранном положении, также ставился зимнего типа. Хвостовое колесико в зимний период заменялось на небольшую лыжу, в просторечии называемую «лыжонком». Поскольку при полетах с раскисшего грунта костыль зарывался и мешал рулению, многие пилоты предпочитали оставлять «лыжонок» и в летнее время.
Двигатель М-62 Двигатель М-25В Установка фотокинопулемета ПАУ-22 на И-153Винтомоторная установка в основном варианте имела двигатель М-62 с винтом изменяемого шага (ВИШ) типа АВ-1 диаметром 2,8 м. Первые серии И-153 с двигателями М-25В и М-62 имели воздушные винты постоянного шага диаметром 2,8 м, снабженные обтекателем-коком. На машины с М-63 ставился ВИШ диаметром 2,7 и 2,8 м. Двигатель М-62, снабженный двухскоростным нагнетателем для повышения мощности на высоте, имел максимальный диаметр 1375 мм, полную длину 1100 мм, сухой вес 490 кг (вес М-25В — 435 кг, М-63 — 510 кг). Взлетная мощность М-62 — 1000 л.с. (М-25В — 775 л.с, М-63 -1100 л.с), номинальная мощность у земли 830 л.с, номинальная при включении первой скорости нагнетателя на высоте 1530 м — 850 л.с, номинальная при включении второй скорости нагнетателя на высоте 4200 м — 800 л.с.
Двигатель закрыт капотом типа NACA, в котором имелись 8 отверстий для выхлопных патрубков. 1-й и 9-й патрубки двигателя объединены — нумерация ведется с первого верхнего цилиндра по часовой стрелке со стороны пилота. Капот имеет диаметр 1425 мм, длину 885 мм (капоты машин разных серий были разной длины) и состоял из неподвижного лобового кольца и трех съемных крышек. Крышки ставились на замках, дополнительная фиксация осуществлялась лентой из нержавеющей стали, стягиваемой при помощи тендера. Лобовая часть капота имеет 9 отверстий для охлаждения общей площадью 2000 см2, для регулировки охлаждения двигателя отверстия перекрывались подвижной створкой.
Для улучшения обтекания пространство за двигателем прикрыто внутренним капотом, имеющим съемные крышки для доступа к задней части картера, маслобаку и моторным агрегатам. На машинах первых серий через внутренний капот проходил маслорадиатор с выходом на левом борту фюзеляжа. Для машин с М-62 маслорадиатор увеличили до 8 дюймов и перенесли его за поверхность внутреннего капота, так, что он частично врезался в заднюю кромку внешнего капота в районе 7-го цилиндра. И-153 с М-63 имели еще более увеличенный 9-дюймовый маслорадиатор, который перенесли в подкапотное пространство.
Бензиновый бак дюралевый, сварной, протектированный, отделен от двигателя противопожарной перегородкой, между баком и пилотом перегородки не было. Емкость стандартного бензобака 316 л (240 кг). В нижней части бензобака имелся сливной кран, для подхода к нему предусмотрен соответствующий лючок. В верхней части бака две горловины: для бензиномера и для заливки топлива. Для подхода к этим горловинам в развале «чайки» прорезано два люка (часть машин имела только один — для заправки).
Кабина пилота открытого типа, посадка в нее производилась через левый борт, для чего были сделаны две подножки с подпружиненными крышками и одна рукоятка подобной конструкции для ухвата рукой. Створки кабины — по обоим бортам, причем левая — двухсекционная, для удобства при посадке. Особенность кабины — не прикрытая ничем ферма фюзеляжа, на которую навешивалось все оборудование. Приборная доска — черная, с так называемым муаровым покрытием. Прицел ПАК-1 — черного («приборного») цвета, кожаная обшивка сиденья черная, бронеспинка — стального (каленого) цвета или крашеная в серый цвет.
По бокам приборной доски в кабину выступают затыльники верхних пулеметов ШКАС с рукоятками перезарядки. Нижние пулеметы ШКАС по бортам фюзеляжа над полом кабины, механизм перезарядки — рычажного типа сбоку от пилота. Стволы пулеметов ШКАС помещены в трубы диаметром 64 мм, снабженные окнами для продувки и отвода пороховых газов. На земле передние обрезы труб закрывались крышками.
И-153 наряду с И-16 стал последним советским истребителем, на котором не имелось и не предусматривалось посадочной фары. В качестве осветительного оборудования для полетов ночью на них применялись пиротехнические устройства, называемые посадочными факелами (применялось и название «посадочные ракеты»), К моменту запуска И-153 в серийное производство заводами авиационного оборудования выпускался комплект сдвоенных посадочных факелов типа НГ-12. Установленные под правым нижним крылом в районе 11 — 12 нервюр, в обычном полете НГ-12 находились в убранном положении. При полетах в сумерках и ночью, при заходе на посадку, пилот нажимал кнопку «факел» на электрощитке, после чего цилиндрические стаканчики факелов выходили из гнезд и автоматически поджигались электрозапалом. Время горения достигало 1,5 минуты. В конце пробега факел нажатием кнопки сбрасывался. Каждый факел можно было зажигать и сбрасывать отдельно. Для повышения противопожарной безопасности поверхность крыла в районе установки НГ-12 зашивалась дюралевым листом толщиной 0,5 мм.
Аэронавигационные огни расположены на дугах законцовок верхних крыльев и на концевом обтекателе руля поворота. На левом крыле — красный огонь, на правом — зеленый, на хвосте — белый цокольный огонь. Кроме обозначения положения самолета в ночном полете аэронавигационные огни могли использоваться для сигнализации. Дополнительным средством для обозначения принадлежности самолета и подачи сигналов служил сигнальный пистолет-ракетница с 6 ракетами, крепившийся на правом борту.
Кислородное оборудование, размещенное непосредственно на самолете, состояло из кислородного прибора типа КПА-3 и кислородного баллона емкостью 4 л окрашенного в голубой цвет, с креплением на правом борту. Хотя кислородное оборудование входило в комплект обязательной поставки самолета авиазаводом, во время эксплуатации в частях использовалось редко и обычно снималось. На И-153 предусматривалась установка фотокинопулемета типа ПАУ-22. Место крепления — в районе правого переднего лонжерона верхнего центроплана — «чайки», в обычном полете закрывалось лючком.
Геометрические размеры И-153Размах верхнего крыла, м: 10,0
Размах нижнего крыла, м: 7,50
Длина в линии полета, м: 6,275
Высота в линии полета, м: 3,425
Площадь крыла, м2: 22,14
