Конструктор А.С.Москалев в годы первых пятилеток создал более десяти опытных, экспериментальных и серийных самолетов. В их числе были машины необычных для тех лет схем - с треугольным стреловидным крылом минимального удлинения и истребитель-бесхвостка.
Чтобы помочь коллективу быстрее освоить производство металлических самолетов, А. С. Москалев предложил еще до полного пуска завода, в готовых цехах начать постройку опытного легкого цельнометаллического самолета. Предложение было принято. Через год самолет, сконструированный А.С.Москалевым и названный CAM-5, совершил первый полет. Машина получилась удачной. Скорость этого свободнонесущего моноплана с двигателем М-11 достигала 175 км/час.
САМ-5 - пятиместный пассажирский свободнонесущий моноплан с двигателем М-11 в 100 л. с. Конструкция - цельнометаллическая, отличалась чрезвычайной легкостью. Фюзеляж - с гладкой обшивкой толщиной 0,3 мм с продольными рифтами. Крыло и оперение - в общем по типу ТБ-1 с гофрированной обшивкой 0,3 мм. Самолет был выполнен грубовато, имелось много разных неровностей и мелких дефектов. Строили его в 1932 - 1933 гг. рабочие будущего завода. Это был первый самолет, выпущенный коллективом этого завода и притом самолет цельнометаллический.
Летные качества самолета оказались хорошими: скорость 175 км/ч при полетной массе 1100кг. Было много полетов.
В 1935 году молодой конструктор при поддержке областной организации Осоавиахима и студентов авиатехникума закончил работу над новым вариантом самолета тоже с двигателем М-11 и максимальным использованием в конструкции дерева. Машина, названная САМ-5-бис, получилась предельно легкой и весьма экономичной.
Взлетный вес моноплана САМ-5бис 1500 кг, в том числе 620 кг бензина. Большая весовая отдача - свыше 45 процентов - позволяла брать на борт в случае необходимости до шести пассажиров.
Конструкция самолета получилась простой и предельно легкой. Каркас фюзеляжа от моторамы до задней стенки кабины был обшит 2-мм фанерой, дальше полотно. Крыло - двухлонжеронное, расчалочное, неразъемное. Конструкция оперения - дерево и полотно. Самолет был выпущен в 1934 г., в 1935 г. летчик-испытатель П.М.Стефановский проводил испытания в НИИ ВВС. Самолет был рекомендован к серийной постройке как транспортный и пассажирский для местных линий. В отчете по испытаниям отмечалось, что самолет САМ-5 бис обладает хорошей грузоподъемностью, составляющей 45,7% от полетной массы, и что в этом отношении он выделяется среди других типов самолетов с М-11.
Для проверки летных и эксплуатационных качеств самолета в 1936 г. было организовано несколько беспосадочных перелетов, с успехом выполненных летчиком Н.Д.Фиксоном и бортмехаником А.С.Бузуновым: 21 сентября - перелет Воронеж - Москва - Харьков - Воронеж протяженностью около 1600 км за 12 часов; 20 - 21 октября - перелет Севастополь - Геническ - Мариуполь - Ростов - Сталинград - Астрахань - Сталинград - Казань - Горький протяженностью около 3200 км за 25 часов 05 минут. Фактически это был международный рекорд дальности. Взлетная масса составляла на старте1500 кг, в том числе бензина 620 кг. Разбег был 35 с. Летчик управлял самолетом бессменно. Конструкция блестяще выдержала перелет. Отмечалась хорошая статическая продольная устойчивость самолета. При спокойном воздухе можно было надолго бросать ручку управления, закрепив ее резиновыми шнурами в определенном положении.
Продолжая совершенствовать самолет, группа А.С.Москалева в 1937 году передала на испытания его третий вариант - САМ-5-2бис. Это был немного уменьшенный в размерах и аэродинамически улучшенный самолет, вариант предыдущего, тоже пятиместный с двигателем М-11, но со свободнонесущим крылом и оригинальным шасси. Профиль крыла Р-II 14%. Масса пустого стала 656 кг, т. е. на 76 кг больше из-за различных местных усилий и доводок. Шасси - со свободнонесущими полуосями, внутренне отогнутые концы которых опирались на резиновую амортизационную стойку, закрепленную в узле на оси симметрии самолета между параллельными стенками (из 10-мм фанеры) главного шпангоута. Такая конструкция шасси работала хорошо.
Крыло было неразъемное с бензобаками между лонжеронами за бортами фюзеляжа (вне кабины).
Улучшение аэродинамики самолета позволило при испытаниях в СНИИ ГВФ достичь скорости 204 км/ч и потолка 4280 м (ведущий инженер М.П.Могилевский, летчик В.Бородин).
23 - 24 сентября 1937 г. летчики А.Н.Гусаров и В.Л.Глебов выполнили на этом самолете беспосадочный перелет Москва - Красноярск за 19 часов 59 минут, покрыв 3513 км, что было международным рекордом дальности, зарегистрированным ФАИ.
В 1938 г. на самолете САМ-5-2 бис с двигателем МГ-21 летчик Бородин установил рекорд высоты 8000 м для многоместных легких самолетов. Летом 1939 г. летчик Б.К.Кондратьев на самолете САМ-5-2 бис с двигателем М-11ФН с нагнетателем и металлическим винтом достиг рекордной высоты 8400 м при обычной погоде и 8900 м при грозовом фронте. А.С.Москалев хотел достичь высоты 10000 м и вел работы по увеличению мощности двигателя пктем подпуска кислорода. Война помешала этому.
САМ-5-2-бис строился небольшой серией.