Предварительные работы по проектированию нового учебного самолета были начаты выдающимся советским авиаконструктором Н.П. Поликарповым еще в 1923 г. В ходе этих работ были созданы проекты и построены опытные образцы учебных самолетов, которые оснащались двигателями иностранного производства. К проектированию непосредственно У-2 Поликарпов приступил только в 1926 г. с поступлением 15 июля 1926 г. из Технического комитета Авиатреста (Государственный трест авиационной промышленности Главного управления металлопромышленности, ныне не существует) в Отдел сухопутного самолетостроения Центрального конструкторского бюро (ОСС ЦКБ, ныне в составе  Центрального аэрогидродинамического института им. Н.Е. Жуковского, ФГУП "ЦАГИ", г. Жуковский Московской области ) уточненных технических требований на новый учебный самолет. Эскизный проект самолета был готов через три месяца и был рассмотрен на заседании Технического совета Авиатреста 6 декабря 1926 г. В целом представленный проект удовлетворил заказчика и оппонентов из ЦАГИ. Основное внимание при дальнейшей разработке проекта предлагалось уделить обеспечению безопасности полетов и простоте обслуживания. По настоянию А.Н. Туполева, было решено топливные баки разместить по бокам центроплана верхнего крыла, после чего проект самолета был направлен в окончательную разработку и уже 18 января 1927 г. был представлен его предварительный проект. В течении 1926-1927 годов Авиатрест не мог определиться с типом двигателя для новой учебной машины. Сначала предполагалось устанавливать на самолет двигатели, разрабатываемые в то же самое время на Государственном авиационном заводе № 4 "Мотор" (ГАЗ № 4, ныне в составе АО "ОДК" Производственный комплекс "Салют", г. Москва ) под руководством видного советского конструктора А.Д. Швецова М-11 или М-12. Задержка в организации производства новых двигателей вызвала ряд предложений об установки на самолет импортных моторов ("Майбах", "Люцифер", "Сальмсон"). В конце апреля 1927 г. на "Моторе" был собран первый опытный образец двигателя М-11, который был установлен на строящийся образец учебного самолета Н.П. Поликарпова, это и определило окончательное решение по выбору двигателя, который в начале 1928 г. пошел в серию на Государственном союзном заводе № 29 (ныне ПАО "Мотор Сич", г. Запорожье Украина).
       Первоначальный проект нового учебно-тренировочного самолета предполагал создание биплана нормальной схемы, цельнодеревянной конструкции простых очертаний с прямолинейными формами законцовок плоскостей и оперения. В сечении крыла использовался толстый профиль "Прандль 365" с относительной толщиной 14%. Статические испытания первого опытного образца начались 20 апреля и продолжались до конца мая 1927 г. Их результаты были утверждены Научным комитетом Управления ВВС РККА 23 июня 1927 г. Самолет был готов к следующему этапу испытаний. 24 июня того же года летчик-испытатель М.М. Громов впервые поднял машину в воздух. Из доклада М.М. Громова следовало, что машина полностью соответствует своему предназначению. Дальнейшие летные испытания машины неоднократно осложнялись проблемами с двигателем М-11, в частности с системой охлаждения масла. Совместными усилиями специалистов ОСС ЦКБ и ГАЗ № 4 в течении августа 1927 г. эти проблемы были решены и в начале сентября этап летных заводских испытаний был завершен. Опытный образец самолета был передан в НИИ ВВС (ныне 929 Государственный летно-испытательный центр Министерства Обороны РФ им. В.П. Чкалова, 929 ГЛИЦ, г. Ахтубинск Астраханской области ) для государственных испытаний, которые продолжались до 20 октября 1927 г. Результаты испытаний показали, что самолет полностью соответствует тактико-техническим требованиям (ТТТ) Управления ВВС РККА, за исключением скороподъемности. Исходя из заключительного акта государственных испытаний машины, было принято решение о принятии самолета на вооружение и заказе на изготовление опытной серии У-2 с двигателем М-11. Неожиданно против этого решения выступил создатель самолета Н.П. Поликарпов. Оказалось, что с конца июля 1927 г., конструктор начал работу над проектом второго опытного экземпляра У-2, оперативно используя результаты заводских испытаний первого образца. В проекте он использовал удачные наработки полученные при создании опытного учебного самолета П-2. Конструкция самолета была пересмотрена в сторону уменьшения взлетной массы и улучшения аэродинамики фюзеляжа, коробка плоскостей стала более прочной, в сечении крыла использован более тонкий 8% профиль "ОСС ЦКБ 2" (в дальнейшем ЦАГИ - 541) . В проекте второго образца У-2 полностью снимались претензии заказчика в отношении низкой скороподъемности. Второй опытный экземпляр поднялся в небо предположительно 7 января 1928 г. (в одном из личных писем Н.П. Поликарпова имеется фраза о том , что в день Рождества 1928 г. "Господь послал радость - удачный полет нового самолета"). Государственные испытания второго экземпляра проводились в марте 1928 г. и завершились успешно. Самолет с полетным весом 870 кг и нагрузкой на плоскость в 25, 85 кг/м² показал максимальную скорость полета 140 км/ч и посадочную - 60 км/ч. По другим показателям самолет полностью соответствовал ТТТ НИИ ВВС РККА по единодушной оценке пилотов - испытателей. По итогам государственных испытаний было принято решение о серийном производстве машины.
        Серийное производство У-2 было решено организовать на на заводе № 23 НКАП в Ленинграде (ныне Государственный космический научно-производственный центр им. М.В. Хруничева, г. Москва), который в то время специализировался на производстве учебных самолетов. За первых три года серийного производства было выпущено 1400 самолетов, на октябрь 1940 г. в составе ВВС РККА числилось 3424 самолета У-2 различных модификаций. В годы Великой Отечественной Войны самолет У-2 серийно выпускался на: авиационном заводе № 387 в Ленинграде (ныне ПАО "Казанский вертолетный завод"),  авиационном заводе № 464 (ныне ПАО "Долгопрудненское научно производственное предприятие" г. Долгопрудный Московской области), авиационном заводе № 471 (ныне АО "Комбинат автофургонов" г. Шумерля Чувашия) и авиационном заводе № 494 (ныне ООО "Автофургон", г. Козловка Чувашия) После окончания войны самолет производился на предприятиях Польской Народной Республики в 40-50-х годах по лицензии. В СССР производство У-2 было завершено в     1953 г. В 1944 г., после смерти конструктора самолета Н.П. Поликарпова, У-2 был переименован в ПО-2. 
          В ВВС РККА и Советской Армии ПО-2 использовался в качестве учебно-тренировочной машины (ПО-2), самолета связи (ПО-2ВС, войсковая серия), санитарного самолета (С-2, после переименования ПО-2С). Самолет ПО-2ВС выпуска различных авиационных заводов мог оборудоваться в вариантах легкого штурмовика и легкого ночного бомбардировщика. Поставлялся в  Албанию, Венгерскую Народную Республику, Германскую Демократическую Республику, КНДР, КНР, Монгольскую Народную Республику, Народную Республику Болгарию, Социалистическую Республику Румынию, Польскую Народную Республику, Турцию, Югославию. Некоторое количество ПО-2 захваченных в качестве трофеев, эксплуатировалось в годы войны в ВВС Германии и Финляндии.
         Самолет ПО-2 представляет из себя нормальный биплан с тянущим винтом. По своим аэродинамическим характеристикам и оборудованию соответствует назначению: "учебный самолет первоначального обучения". Самолет деревянной конструкции с фюзеляжем, частью обшитым фанерой, а частью расчаленным и обшитым полотном. Рабочие места летчика-инструктора и курсанта расположены одно за другим, причем рабочее место инструктора находится впереди. Несущие плоскости посредством стоек V-образной формы и лент расчалок связаны в полукоробки. Последние крепятся к центроплану и фюзеляжу в нижней его части, образуют поперечное V. Коробка крыла состоит из центроплана, верхних и нижних несущих поверхностей, соединительных стоек изготовленных из стальных труб круглого сечения с обтекателями, овальных расчалок изготовленных из стальных лент и элеронов. Несущие поверхности прямоугольной формы с закругленными эллиптическими законцовками. Верхние несущие поверхности имеют значительный вынос вперед, что повышает аэродинамические свойства самолета и обеспечивает хороший обзор с рабочих мест летчика-инструктора и курсанта. Верхние и нижние плоскости коробки крыльев, вместе с элеронами, имеют на протяжении всего размаха одинаковый профиль, за исключением центроплана и эллиптических законцовок.  Плоскости коробки крыльев - одинаковых размеров,  взаимозаменяемы и состоят из: деревянных лонжеронов коробчатого сечения, усиленных, нормальных и концевых нервюр, передней кромки, распорок и внутренних расчалок заднего обода. Крылья обтянуты полотном и покрыты эмалитом (аэролаком). Элероны крепятся к верхним и нижним плоскостям с помощью шарниров, они полностью взаимозаменяемы и представляют продолжение крыла в глубину и по размаху. Система элеронов состоит из собственно элеронов, рычагов и их креплений, подвески элеронов к крыльям, соединительных лент, тросовой подводки с роликами, расположенной внутри плоскостей. Элероны состоят из: лонжерона, стрингера нервюр, укосин концевой дуги и полотняной обшивки, покрытой эмалитом. Центроплан коробки крыльев крепится с помощью шарниров через стойки кабана к верхним лонжеронам фюзеляжа. Центроплан состоит из двух деревянных лонжеронов коробчатого сечения, усиленных и нормальных нервюр с укороченными хвостами, стрингеров, обода, образующего в задней части центроплана дугообразный вырез, распорок и внутренних расчалок. Фюзеляж состоит из двух частей - передней и задней, связанных между собою узлами разъема. Обе части фюзеляжа прямоугольного сечения и состоят из двух верхних и двух нижних лонжеронов, соединенных вертикальными стойками и горизонтальными распорками. Передняя часть фюзеляжа частично расчалена и обшита фанерой и алюминиевыми коками. В ней располагаются кабины летчика-инструктора и курсанта и сосредоточены механизмы управления и арматуры. К передней части фюзеляжа крепятся: а) моторная установка, состоящая из двух верхних, двух боковых и двух нижних подкосов, моторной рамы, изготовленной в форме кольца из стальной трубы. В плоскостях верхних и нижних подкосов моторная установка расчалена. На моторной установке монтируется пятицилиндровый, звездообразный авиационный двигатель М-11 с воздушным охлаждением (или его модификации); б)  шасси, состоящего из двух передних и двух задних ног, изготовленных из стальных труб круглого сечения с обтекателями, амортизаторов и колес стандартного образца. Передние и задние ноги шасси соединены V-образно, в верхней части соединены с помощью шарниров с узлами фюзеляжа, в нижней части крепятся к оси. На передних ногах шасси крепятся подножки для удобства посадки в кабины. Задние ноги шасси состоят из двух труб каждая, соединенных телескопически с закрепленных на них буфером и ползуном, на которые наматывается амортизационный шнур. В плоскости передних ног шасси расчалено. Кабины летчика-инструктора и курсанта оборудованы одинаково, за исключением незначительных деталей. Высота сидений регулируется. Сзади к спинкам сидений крепятся привязные ремни стандартного образца. Обе кабины оборудованы необходимыми приборами: высотомерами (альтиметры), указателями поворотов, вариометрами, указателями скорости, указателями температуры масла, авиационными часами и переговорными устройствами. Масляный манометр и пусковое электрическое устройство (магнето) имеются только в кабине летчика-инструктора. Тахометр и зеркало обзора задней полусферы - общие для обеих кабин и установлены на стойках центроплана. Система управления самолетом дублированная, позволяющая управлять летательным аппаратом как из кабины летчика-инструктора, так и из кабины курсанта. Управление элеронами и рулями высоты - ручное, а рулем направления и костылем при рулежке на земле - ножное. Топливный бак размещен в передней части фюзеляжа и установлен на специальных поясах прикрепленных к верхним лонжеронам. Топливный бак соединен с двигателем системой бензопровода. Масляный бак размещается перед первой рамой фюзеляжа под капотом. Хвостовое оперение самолета состоит из: а) горизонтального оперения (стабилизатор и рули высоты); б) вертикального оперения (киль и руль направления). Остов всех элементов хвостового оперения изготавливается из дерева, обтянут полотном и покрыт эмалитом. Стабилизатор и киль - неподвижные части хвостового оперения, крепятся к задней части фюзеляжа с помощью узлов и подкосов. Рули высоты и направления - подвижные части оперения и крепятся соответственно к стабилизаторам и килю с помощью шарнирных соединений. Костыль является третьей точкой опоры (две первые - колеса шасси) самолета при положении на земле. Он управляется ножным управлением с помощью двух тросов и снабжен резиновым амортизатором.  

Летно-технические характеристики

 

№№ п.п.	Наименование   характеристики	Единица измерения	Значение характеристики
1	Экипаж	чел.	2
2	Вооружение (ПО-2ВС)	пулемет	1х7,62мм ШКАС (или 7,62 мм ДТ, ДА), 7, 62 мм ПВ-1
3	Бомбовая нагрузка (ПО-2ВС)	кг	до 200
4	Ракеты РС-82 (ПО-2ВС)	шт.	4
5	Длина	мм	8170
6	Высота	мм	2900
7	Размах верхнего крыла	мм	11420
8	Размах нижнего крыла	мм	10655
9	Площадь верхних плоскостей	м²	17700
10	Площадь нижних плоскостей	м²	15450
11	Мощность двигателя М-11 максимальная	л.с.	110
12	Максимальное число оборотов двигателя	об./мин.	1700
13	Масса двигателя	кг	165
14	Длина винта	мм	2400
15	Емкость топливного бака	кг	71
16	Емкость масляного бака	кг	10
17	Взлетная масса	кг	922
18	Масса пустого самолета	кг	665
19	Максимальная скорость	км/ч	152
20	Крейсерская скорость	км/ч	112
21	Посадочная скорость	км/ч	65-70
22	Практический потолок	м	4350
23	Разбег при взлете	м	92
24	Время подъема на высоту 3000 м	мин.	30