Карьеру в авиации начал в 1926 году, заняв должность заместителя начальника ВВС РККА. В 1929 году освоил специальность летчика. 21 июля 1929 года на самолете Р-5 совершил беспосадочный перелет из Москвы в Севастополь, преодолев 1300 км. В дальнейшем Алкснис неоднократно вылетал с проверками в воинские части, лично пилотируя самолет. С 1931 года начальник (командующий) ВВС РККА.] принял решение продолжить испытания, запретив фигурные полеты и крутые виражи, а вопрос о принятии истребителя на вооружение отложить. Возникли проблемы и при испытании вооружения. При стрельбе пулеметы сильно расшатывались, и в результате получался огромный разброс попаданий. Испытывался и лыжный вариант И-16. При этом самолет показал максимальную скорость 351 км/ч и потолок 7200 м. Было сделано предположение, что при установке мотора Wright Cyclone R-1820-F-3 (М-25) объемом 30 л самолет будет превосходить импортные аналоги.
Важной частью испытаний была проверка на штопор. Следует напомнить, что так называется особый, критический режим полета самолета, заключающийся в его снижении по крутой нисходящей спирали малого радиуса с одновременным вращением относительно всех трех его осей. Возникает как бы режим самовращения (авторотации). Штопор может быть крутым (50–90°), пологим (30–50°) или плоским (меньше 30°). По направлению движения самолета возможен также левый (вращение против часовой стрелки) либо правый (вращение по часовой стрелке) штопор.
1 и 2 марта летчик Валерий Чкалов на И-16 с мотором М-22 произвел 75 срывов самолета в штопор. Эксперименты показали, что при потере скорости и при свободном положении руля и элеронов истребитель в штопор не входил, а после принудительного ввода в штопор легко выводился из него. В отчете Чкалова говорилось: «Задание: срыв в штопор с виража. При переборе ручки на себя при легком вираже самолет делает одинарный переворот. Если перебрать ручку значительно, то самолет делает двойной переворот. Тенденции к штопору не наблюдается… При двойном перевороте, если убрать ноги в какой-либо из моментов вращения самолета, то он в таком же положении остается и то же самое – тенденции к штопору не наблюдается. Самолет останавливается наклоненный на спине, сваливается на нос, набирает скорость и выходит из пике».
По сравнению с испытывавшимся в это же время И-14, который легко сваливался в штопор и выходил из него со значительным запаздыванием, это было существенное преимущество.