在直-5飞机仿制工作中，飞机制造厂对工艺资料和工艺规程没有给予重视，苏联技术资料到厂之后，不组织学习和复查，自编的工艺资料又十分粗糙，错误百出。有些工艺规程过分简化，生产中工艺装备选用太少，制造质量也很差。因此直-5试制完全违背了新机试制到生产定型的规律。试制阶段粗制滥造，凑合过关。未经大量的试验和试飞确认飞机的性能和质量是否达到设计要求，就决定大批投产。原来一机部决定直-5直升机试制当年就投产上百架。但实际上1958～1960年间仿制的直-5直升机全部不合格。122厂、120厂为生产作为国礼送给越南胡志明主席的直升机任务时，为了保险起见，使用苏联零件和国产零件混装了一架直-5直升机，直升机飞到南宁后由于国产零件质量问题，飞机出现严重故障，无法出国按期交付，严重影响了中国的声誉。

1960年12月，国防工业三级干部会议提出“军工产品质量第一，在确保质量的基础上求数量”的方针，决定对一些有严重质量问题的产品进行整顿。直-5也被列入了彻底整顿的范围。1961年3月，工厂制定了直-5优质过关的方案，决定按照图样一丝不苟地重新研制。经过两年多的时间，新一批直-5飞机试制成功，重新申请验收。经过3年多的努力，1963年7月第一架优质直-5直升机总装完毕，交付地面试验和空中试飞。1963年8月20日第一架优质直-5直升机首飞，8月20日～9月18日共飞行了16架次/20小时41分。1963年9月21日，经航定委鉴定验收，12月11日颁发了鉴定证书，准予定型。中央军委发去电报祝贺，从此直-5转入了批量生产。直-5研制费总计为1600余万元。同时，120厂仿制的苏联АШ-82В气冷星形14缸活塞式发动机（中国命名为活塞-7）也于1963年12月25日优质过关，1964年投入批量生产。但直-5直升机的产品质量问题长期困扰部队，比如1965年11月以后交付的第二批6架飞机中，在转场途中先后有5架发生质量问题，故障率高得惊人。

由于直-5在中国空军使用过程中暴露出一些问题，因此122厂在直-5批量生产过程中进行了一系列的改进。1962年，122厂派员前往西藏地区，考察中印边界自卫反击战中被中国俘获的美国贝尔47G3直升机和击落的苏制米-4直升机残骸，收集到了米-4直升机新安装的金属旋翼碎片，为研制金属旋翼提供了参照实样。

1963年哈飞开始用金属旋翼桨叶代替原设计的钢梁木结构旋翼桨叶，提高了旋翼的使用寿命和全机的飞行性能。1966年6月22日，自制金属旋翼装机试飞。在旋翼大梁内充高压氮气，并装有压力信号器，能及时发现旋翼大梁裂纹，大大延长了直升机和旋翼的翻修寿命。1966年8月6日，新金属旋翼经过国家验收后转批量生产，并从直-5第12批第七架机起，装用金属旋翼。直-5的尾桨在1966年后也改用玻璃钢制造。将燃油箱改为薄壁软油箱，将座舱内活动副油箱改为机身两侧外挂副油箱，增加了座舱的有效空间。在机身地板下增加了一个650×900毫米的大舱口，便于吊升或投放货物，同时将手摇绞车改为电动绞车。将3千瓦发电机改为6千瓦发电机。将固定式氧气设备改为活动式氧气设备，减少了飞机的结构重量。改进了总距-油门操纵把手，可保证在1500米高原上正常起飞。将飞机的第一次翻修寿命由3年500小时延长为800小时。旋翼的寿命由500小时提高到600小时，后又延长到800小时。旋翼延寿于1981年获部科研成果奖。

122厂对直-5的改进，1969年6月28日起，在第29批1架机上开始进行“技术革新”。改进项目24项，主要是以铝取代钢材，以焊接取代锻造，简化工艺等。由于这些“技术革新”大都没有进行充分的科学论证和试验便匆忙采用，质量和安全都难以保证，所以在1972年的质量整顿中又改回原来设计。

直-5型直升机从1963年定型转入批量生产，到1979年停止生产，共生产了545架，包括基本型437架、客运型86架、林业型7架、水上救生型13架、海测型2架。1966年是全厂生产直－5型号最多、数量最多的一年。这年共生产了直－5直升机102架，其中基本型58架、客运型30架、林业型5架、水上救生型7架和航测型2架。由于批量生产，该机的生产成本开始大幅下降，销售价格也开始不断下降，1963年售价为158．1万元，1966年降至97万元，1967年更降至48万元。

直-5采用单旋翼带尾桨式布局，旋翼左旋（仰视），4片桨叶，铰接固定。混合式结构桨叶由钢管梁和包有胶合板及蒙布的木质架组成，平面呈梯形，桨叶前缘装有液体防冰系统。1966年后改为全金属胶接桨叶，主要由大梁、梳形接头后段件、桨尖等部分组成。桨叶平面呈矩形，翼型是变厚度NACA230M型和NACA230型。桨叶用带有4个孔的钢接头固定在桨毂上。尾桨是3叶推进式，在飞行时可操纵变距。双座驾驶舱。复式操纵系统。

直-5直升机的动力装置是一台气冷式星型14缸“活塞-7”发动机，装有传动机构离合器和带有导向装置的轴流式冷却风扇。发动机最大功率为1250千瓦（1700马力）。最大飞行速度为210千米/小时，最大航程520千米。

直-5飞机机身是由机身中段、尾梁和斜梁3部分组成的半硬壳铆接结构。机身的前部是发动机舱。中段为容积16立方米左右的机舱。机舱有2个入口，1个入口位于后部，2扇舱门分别固定在机身的两侧，关闭后构成机身的后部。这个舱门是往机身内装载技术装备和其它大型货物用的。另一个入口位于机身左侧壁上，是供人员进出和空投跳伞用。

座舱驾驶员座舱位于机身前上部，舱内安装有2个座椅和复式操纵系统，座舱有2个滑动的侧门以及与机舱相通的舱口。

着陆装置为四轮式。前起落架机轮可自动定向、无刹车机构，机轮尺寸400×150毫米，装油液-空气缓冲支柱。主起落架呈角锥形，具有油液-空气缓冲支柱和尺寸为700×250毫米的带刹车的机轮。

直-5直升机上装有两套液压系统，即主液压系统和应急液压系统。供给操纵系统的液压助力器混合使用。主液压系统一旦失效，应急液压系统便自动开始工作，以便提高系统工作的可靠性。

电气系统包括一台直F-6发电机和一个12-HK-28蓄电池。座舱有通风加温装置。驾驶员座舱前风挡玻璃有电防冰装置。旋翼桨叶及尾桨桨叶均装有液体防冰系统。另外还装有空调系统、灭火系统、氧气系统及空降、救护装置等辅助设备。

照明系统有着陆灯、滑行灯、航行灯、桨尖灯、编队灯、驾驶员座舱的照明设备等。

机载设备装有一套能保证在夜间及复杂气象条件下飞行的驾驶-航行仪表和动力装置的监测仪表。

通讯系统有CT-1无线电台、WL-5无线电罗盘、WG-2A无线电高度表、JT-5A机内通话器等。

直-5型飞机无固定武器，机腹可增装1具12.7毫米机枪舱，机翼两侧挂架可加挂250千克炸弹或火箭发射器等。

直-5型直升机参考数据：

米-4原型机飞行速度、巡航速度及升限不尽如人意，因此中国直-5在其基础上进行了一系列重大改进。原钢梁木结构旋翼被改换为全金属旋翼，提高了旋翼寿命和性能。直升机与一般飞机相比，技术比较复杂，有独特之处。旋翼是直升机的关键部件。前苏联技术资料规定旋翼的桨叶是木制的，但材料选用十分苛刻。为寻找性能相当的国产木材，哈尔滨飞机厂在林业部林业科学院的协助下做了大量工作。在挑选木材过程中，需要登上海拔3700米以上的高峰进行资源调查，四川省林业厅为此牺牲了三位同志。

采用金属桨叶是直升机技术上的一大进步，当时在世界上也是刚刚突破。1963年5月，研制金属旋翼的工作在哈尔滨飞机厂正式铺开。总工程师胡锡川组织技术人员，在有关厂所的协助下，逐一解决了大梁机械加工、铝蜂窝结构的制造与装配、专用胶液配制等技术问题，自行设计制造了84套装配夹具和直径1.7米、长11米的大型热压罐等专用设备，建立了航空工业第一条金属蜂窝块生产线。1966年6月22日，哈飞自己制造的金属旋翼装机试飞。历时8天的试飞表明，金属旋翼的性能全面优于木质旋翼。1966年7月，直-5飞机的金属旋翼通过技术鉴定。此后，木质旋翼完全被金属旋翼所取代。

直-5客运型直升机，是直-5改型机中生产数量最多的一型。1963年，为了能完成赠送胡志明主席专机任务而开始研制工作。与直-5通用型相比，直-5客运型直升机取消了射击员舱和士兵座椅，在1～4框的射击员舱内加装一个容量200升的油箱；增装了办公桌、沙发座椅、卫生间、照明和通风设备，内设采用降低噪声铺层。同时将尾部舱门封闭，客舱窗户改为方形，扩大采光面积可方便对外观看。两侧增挂2个250升油箱。大多数直-5客运型直升机都采用乳白加蓝色色带的民用型涂装。

直-5客运型直升机为领导公务出访、视察提供了快捷的交通工具。直-5客运型直升机共生产了86架，其中1963年1架，1966年30架，1968年6架，1969年35架，1972年10架，1975年4架。平均采购价格约为52.3万元。部分直-5客运型直升机援助给越南、朝鲜、阿尔巴尼亚等国。

直-5客运型性能改进，将最大平飞速度从185千米/小时提高到210千米/小时，巡航速度从140千米/小时提高到170千米/小时，动升限从5500米提高到6000米。为了提高高原性能，改进了总距-油门操纵把手，平原地区用小行程，高原地区用大行程，使得发动机进气压力大大提高，保证了在1500米高原上的飞行能力。

直-5装有一套适合夜间和恶劣气象下飞行的驾驶-飞行仪表，动力系统也有相应监测装置。其他设备包括CT-1无线电、WL-5无线电罗盘、WG-2A无线电高度表和JT-5A机内通话器。

直-5农用型/测绘型，是直-5多用途直升机基本型和客运型逐步交付军队之后，民航专业飞行队也分配到部分直-5。由于专业飞行队的需求主要是在农业飞行、林业飞行和测绘飞行，所以122厂又针对上述需求，根据米-4СХ型的相关资料，专门进行了小改，可以安装撒布器等装置，部分改装零件、部件由民航部门提供。其中农用型7架，1964年2架，1965年2架，1966年3架。航测型1966年交付2架。除此之外，民航部门还装备了7架多用途型，总计16架直-5民用型从1966年开始提供服务。

直-5水上医疗救护型，是将部分直-5多用途直升机增装了部分救生设备，可以执行简单救护任务。34架直-5多用途直升机取消了机内副油箱，外侧增挂两个250升副油箱；增配了救生设备和НСБ-5电台，这是最早的具有救生能力的多用途直升机。自1965年起，继续对直-5多用途型进行改进，其主要改进项目为在机身地板6～9框下增加了一个650毫米×900毫米的舱口，采用可拆卸式口盖，同时在对称部位的5～6框上增加1部电动绞车；在开口的9框地板上装一具活动式绳梯和救生网；增装救生绳和抛放救生船的挂钩；驾驶室增加观察镜；增装НСБ-5电台和敌我识别设备；取消加温、防冰系统等设备。直-5水上医疗救护型共生产交付13架，其中1965年1架，1966年7架，1969年5架。

直-5直升机研制后期，有一种是换装涡轴发动机的改型，命名为直-5改（Z5-G）。1972年8月，在中美关系改善，中国有机会引进国外航空技术的背景下，三机部要求“哈飞”（122厂）将直-5飞机的活塞-7发动机换为性能更好的加拿大普·惠公司的PT6T涡轴发动机（功率1398千瓦）。1972年8月，三机部科技局以便函形式通知122厂，要求按加拿大联合有限公司建议的以美国飞机联合公司西科斯基分公司改装的S-58T为原准机，在直-5上将活塞7发动机换为PT6T发动机，并要求在2年内完成。

1973年3月，接到为直-5换装PT6T发动机的通知后，122厂立即展开了论证工作，并到南京航空学院（南航）以及空军直升机部队进行走访。5月，正式将详细论证后的方案报三机部，1973年8月三机部批准改装PT6T-6发动机的方案。

1975年4月，直-5改全尺寸改装部分样机制造成功。三机部又正式发文提出了改进意见。在拟定新的方案报三机部批准后，设计工作全面铺开。1979年3月15日，改装了PT6T-6发动机的直-5进行了滑行，3月16日进行了第一次悬停和起降飞行，随后按大纲要求转入试飞。1975年10月19日，直-5改完成了高温（南京）、高原（西宁）适应性试飞后，返回工厂，历时48天。通过初步试飞，直-5改在3000米以下的高原性能比直-5好，高温性能也略优于直-5。飞行实践证明，直-5改装PT6T-6发动机总体是成功的，基本达到了设计指标。

直-5改的性能虽然有所提高，但并不能满足未来使用的需求，所以122厂在制造1架样机之后没有继续生产。

直-5军用型，是一种武装直升机改型，可装载1.2吨货物，吊运时可运载1.35吨。直-5的机舱内可装卸北京212A吉普车，该吉普车常用于作为78式82毫米无座力炮的载车，为空降兵提供火力支援。直-5军用型，机腹加装了一个12.7mm机枪枪塔，两侧携带火箭发射器。装备数量不明。

直-5作为多用途直升机，可用于空降、运输、救护、水面救生、地质勘探、护林防火和边境巡逻等。可以昼夜复杂条件下飞行。可运11名全副武装伞兵（超载可运15名）。可载1,200千克轻小型装备或货物（超载1,550千克）。救护进可运8名担架伤员和1名医护人员。可外部吊运1,350千克货物。

1962年6月20日，时任中国国务院总理周恩来，来到哈尔滨飞机制造公司（那时叫哈尔滨伟建机器厂）视察慰问职工时，敦促工厂技术人员克服困难，攻克直-5直升机质量难关。总理离厂不久，直-5直升机很快优质过关。1963年9月21日，直-5直升机获准大量生产并装备部队。

直-5型直升机曾参加了中国许多有影响的事件和试验，北自黑龙江，南到海南岛，东自东海，西至西藏高原，都有它的航迹。中国第一颗原子弹爆炸试验，以及后来多次试验，直-5均承担了一定的任务。在珍宝岛自卫反击战、西沙海战和中越边境自卫反击战中曾执行军事运输和救护任务。

在全国各地抢险救灾工作中也屡建功勋，多次参加过邢台和唐山地震，以及天津和河南地区水灾的救灾工作。1966年3月8日，周恩来总理乘坐一架直-5型直升机赶赴中国邢台灾区，视察灾情。这架3889号的直-5直升机已属国家重要文物，现存放在中国航空博物馆。

直-5型直升机也是中国援外的重要机型。在上世纪60至70年代，中国将直-5直升机援助朝鲜39架、越南1架、刚果（布）3架、马里3架、也门（南）3架、几内亚3架、阿尔巴尼亚34架，共计86架。

直-5直升机是中国生产的第一种多用途直升机，实现了中国直升机工业零的起步。直-5直升机基本满足了当时中国国防建设和经济建设的需要，初步奠定了中国直升机的工业基础。

但是，由于直-5飞机的原型技术比较落后，飞行性能、航程和载能力有限，所以直-5型直升机难以满足中国军队的现实需求。中国航空工业开始了直-5后继型号直-6、直-7的研发探索，后来成功研制并投入使用了直-8、直-9等新型号直升机，使中国的直升机技术提升到新高度。