Разведчик Кочеригина имел в конструкции большой процент дюраля и дефицитных хромомолибденовых труб. В условиях постоянного стремления к экономии авиаматериалов запуск такого самолета в массовую серию мог показаться невиданным расточительством. Требовалось что-то попроще и подешевле. В таких условиях появился проект модификации Р-5 под М-34, обозначенный поначалу как эталон I935 г. или P-5Z. Уже в ходе постройки стало применяться обозначение P-Z.
Проект самолета возник по инициативе директора авиазавода №1 А.М.Беленковича, главного инженера Е.П.Шекунова, конструкторов Д.С.Маркова и А.А.Скарбова. В дальнейшем при установлении авторства применялось определение: самолет P-Z Маркова и Скарбова.
То, что новая модификация разведчика разрабатывалась конструкторами, обслуживающими серийное производство, отчетливо проявилось во вносимых изменениях. Улучшения проводились при помощи простейших приемов, не способных повлиять на снижение темпов серийного производства.
Крылья, при неизменной деревянной конструкции, полотняной обшивке и прежнем размахе уменьшились по площади, произошло это за счет уменьшения хорды верхнего крыла на 200 мм и нижнего крыла на 300 мм. Фюзеляж самолета – деревянная ферменная конструкция, обшитая фанерой, стал короче на 800 мм. Дополнительным элементом его облагораживания стало закругление нижней части за счет введения дополнительного фрагмента, называемого коком. Место стыка крыла и фюзеляжа снабдили дюралевыми обтекателями, были установлены обтекатели также на крыльевые стойки и узлы шасси. Амортизация шасси масляно-воздушная, тормозные колеса 900x200мм на самолетах первых серий прикрывались каплевидными обтекателями по типу самолетов ССС.
Кабина экипажа прикрыта прозрачным фонарем. Пилот имел полностью закрытый фонарь, откидываемый на правый борт, У наблюдателя фонарь при посадке в самолет сдвигался навстречу полету.
Оперение P-Z измененной формы, без роговой компенсации, полностью дюралевое. Рули высоты и поворота снабжены модными в ту пору флеттнерами, способствующими уменьшению нагрузки на управление.
Двигатель М-34Н, устанавливаемый на самолете, взлетной мощностью 840 л. с. и номинальной мощностью 750 л. с. на расчетной высоте. Воздушный винт металлический, диаметром 3,1 м с поворотными на земле лопастями.
В качестве стрелкового вооружения P-Z имел курсовой синхронный пулемет ПВ-1 у пилота и пулемет ШКАС на турели у летнаба. Первые 50 серийных самолетов были снабжены турелью типа ТУР-32, на остальных машинах устанавливались электрифицированные турели ЭТУР-8/2. Вращение этой турели осуществлялось при помощи реверсивного электромотора «Делько», питающегося от динамомашины ДСФ-500, установленной на двигателе М-34. Сиденье стрелка подвесное, парусиновое, при работе со стрелковой установкой крепилось специальными карабинами.
Бомбардировочное вооружение P-Z состояло из 8 балок Д-2 с замками ДЕР-31 под нижними крыльями (по четыре под каждым крылом). Нормальная бомбовая нагрузка 300 кг, максимальная 500 кг. Так же, как на Р-5, на P-Z была предусмотрена поясная подвеска ФАБ-250 или РРАБ-250.
Радиооборудование – рация 13-СК-2 в кабине у летнаба, две антенны: жесткая в крыле и выпускная гибкая.
Фотооборудование – АФА-13 на качающейся турели для выполнения плановой и перспективной съемки.
Вот такой самолет был подготовлен на авиазаводе №1 для замены Р-5. Имелись попытки дальнейшего совершенствования, например, введение убираемого шасси, однако, до реализации дело не дошло.
Испытания нового разведчика, проведенные в июле 1935 г., показали, что по своим характеристикам он ненамного превосходит Р-5 и ССС, одновременно является более строгим и сложным в пилотировании. На фоне значительных успехов других новых самолетов, запуск P-Z в серийное производство в 1935 г. мог и не состояться. Тем более, что большинство руководителей ВВС были против его внедрения. Разрешился вопрос следующим образом.
На Центральный московский аэродром для ознакомления с P-Z приехала «высокая» комиссия во главе с Г.К.Орджоникидзе. Летчику-испытателю НИИ ВВС В.В.Шевченко, подрабатывающему на авиазаводе N21 сдатчиком, предложили показать машину наилучшим образом. Огличный пилотажник, Шевченко постарался и показал все, что было можно, и даже более того. В результате, P-Z Орджоникидзе понравился, а присутствующий при этом главный советский чекист Ежов поинтересовался у представителей ВВС и промышленности, почему до сих пор не решен вопрос с серией такого замечательного самолета. Понятно, что после этих событий шансы P-Z по части запуска в производство значительно возросли.