В качестве базы для модифицированного вертолёта с новой несущей системой, получившего марку ЦАГИ 5-ЭА, послужил вертолёт ЦАГИ 3-ЭА.

Ферма фюзеляжа, моторные установки, трансмиссия, шасси, рулевые винты вертолёта ЦАГИ 3-ЭА остались без изменения. Совершенно новыми в вертолёте ЦАГИ 5-ЭА были несущий винт и вся система управления им. Новый винт представлял собой комбинацию двух трёхлопастных винтов. Три больших лопасти образовывали трёхлопастный несущий винт диаметром 12 м, а три малые лопасти, закреплённые на втулке между большими лопастями, составляли малый винт диаметром 7,8 м, предназначенный для управления вертолётом.

Конструкция лопастей нового винта была смешанная. Лонжероны лопастей были склёпаны из дуралюминового листа, частично профилированного и усиленного штамповкой отверстий.

Лопасти имели деревянные нервюры, крепившиеся к лонжерону при помощи дуралюминовых угольников, и деревянные стрингеры. Сверху лопасти были покрыты тонкой авиационной фанерой и затем обшиты авиационным полотном.

Несущие лопасти крепились ко втулке при помощи горизонтальных шарниров и имели возможность совершать маховое движение в вертикальной плоскости. В первом варианте вертикальных шарниров не было, но позднее были поставлены вертикальные шарниры, а вместе с ними и фрикционные демпферы колебаний. Кроме того, были установлены упругие резиновые ограничители колебаний лопасти относительно этих шарниров для смягчения удара при запуске двигателя, так как муфты сцепления на аппарате не было.

Малые лопасти несущего винта, предназначенные для управления, имели лишь продольный шарнир, а горизонтальные и вертикальные шарниры отсутствовали. Эти лопасти не несли на себе нагрузки от веса вертолёта, а лишь создавали моменты, необходимые для управления аппаратом в продольных и поперечных направлениях.

Управляемые лопасти винта при помощи рычагов и тяг были связаны с автоматом перекоса, которым и создавалось дифференциальное изменение углов установки этих лопастей, необходимое для целей управления. Несущие лопасти винта имели возможность изменять в полёте лишь общий шаг.

Управление несущими лопастями было связано с рычагом общего шага, а управление управляемыми лопастям - с ручкой дифференциального шага (ручка управления лётчика).

После проведения большой программы наземных испытаний и тренировки лётчика вертолёт ЦАГИ 5-ЭА был подвергнут очень тщательным лётным испытаниям, которые продолжались с осени 1933 г. по 1936 г. включительно.

В процессе лётных испытаний основное внимание было обращено на изучение характеристики устойчивости и управляемости вертолёта и на сравнительную оценку его с первым вертолётом ЦАГИ 1-ЭА. Кроме того, продолжалось освоение и отработка специфических вертолётных эволюций: вертикальный взлёт, "висение", отвесная посадка, развороты на месте.

Ввиду того, что ресурсы двигателей были выработаны, а новых двигателей той же марки достать было невозможно, приходилось строго ограничивать продолжительность полёта и максимальную высоту подъёма. По этой причине максимальные результаты, полученные при испытании вертолёта ЦАГИ 5-ЭА, были невысоки:

• наибольшая продолжительность полёта (20.09.1934 г.) - 13 мин.

• наибольшая дальность по прямой (28.08.1934 г.) - 700 м

• максимальная горизонтальная скорость (28.08.1934 г.) - 20 км/ч

• наибольшая высота полёта (23.09.1934 г.) - 40 м

Во всех лётных испытаниях вертолёт пилотировал А. М. Черёмухин.

В 1934 г. было получено достаточно полное представление о работе комбинированного несущего винта вертолёта ЦАГИ 5-ЭА. Этот винт обеспечил значительное повышение устойчивости вертолёта и надёжную его управляемость.

В последующий период на вертолёте ЦАГИ 5-ЭА было совершено большое количество полётов с чисто исследовательской целью.

Принципиальная схема комбинированного несущего винта вертолёта ЦАГИ 5-ЭА была предложена И. П. Братухиным. Он же, как начальник бригады "Б" ООК ЦАГИ, осуществлял непосредственное руководство всеми проектными работами по этому аппарату.

Г. И. Солнцев проектировал лопасти несущего винта и элементы управления. К. А. Бункин и А. Ф. Маурин проектировали втулки винта и системы подвески лопастей. Испытаниями вертолёта руководил В. П. Лаписов.

В начале 30-х годов сотрудник Всесоюзного электротехнического института А. Г. Иосифьян, инженер-электрик по специальности, увлёкся идеей создания привязного вертолёта с электродвигателями.

Наиболее интересной из всех работ по привязным электровертолётам является переделка вертолёта ЦАГИ 5-ЭА с установкой вместо бензиновых двух особо облегчённых электродвигателей, построенных специально для этой цели. Переделка вертолёта ЦАГИ 5-ЭА коснулась только его силовой установки и частично главного редуктора. Каждый из двух электродвигателей имел мощность 200 л. с. при 2200 об/мин и весил 130 кг.

Питание электродвигателей производилось через гибкий бронированный кабель со специальной передвижной электростанции, смонтированной на 5-тонном грузовике.

Электростанция находилась на расстоянии примерно 100 м от вертолёта, вследствие чего вертолёт при подъёме должен был поднимать с собой часть кабеля, питающего его током.

После монтажа силовой установки с подводкой кабеля была опробована система запуска двигателей и винта на земле. Была проверена система переключения всей мощности электростанции на один электродвигатель. Производился запуск винта на малых углах атаки, т. е. без подъёма в воздух.

Позднее вертолёт многократно совершал подъём на привязи на высоту 5 - 10 м. Аппарат при этих подъёмах был устойчив и управляем в пределах привязи.

Основная трудность доводки вертолёта, его регулировки и испытания легла на плечи ведущего инженера В. И. Барщева.

Лётные испытания вертолёта, которые проводил инженер-лётчик В. А. Карпов, были начаты в первой половине 1941 г.

В связи с началом Великой Отечественной войны работы по привязному вертолёту были прерваны и больше не возобновлялись.