Motoszybowiec, w owym okresie nazywany szybolotem, napędzany był pojedynczym, umieszczonym pośrodku centropłata silnikiem gwiazdowym M-11. Za jednostką napędową znajdował się duży, pojedynczy statecznik pionowy ze sterem kierunku. Centropłat o konstrukcji metalowej, zewnętrzne kesony płata o konstrukcji drewnianej. Poszycie duralowo-sklejkowe. Po obu stronach silnika umieszczono długie gondole, w których umieszczono miejsca dla jedenastu pasażerów i jednego pilota. Gondole w celu ochrony przed warunkami atmosferycznymi były zakryte, a pilot zajmował miejsce w prawej. Maszyna wyposażona była w stałe podwozie z kółkiem ogonowym. 14 września 1934 roku ukończony prototyp został oblatany. Za jego sterami siedział pilot W.A. Borodin. 23 września tego samego roku wykonano lot po okręgu. Maszyna pomyślnie przeszła próby fabryczne, prawidłowo zachowując się w powietrzu, będąc, pomimo awangardowej konstrukcji, stabilną w locie i łatwą w pilotażu. Pomimo tego, ChAI-3 nie został skierowany do produkcji seryjnej. Jedyny prototyp był jeszcze przez jakiś czas wykorzystywany do komercyjnych lotów na krajowych liniach. Doświadczenia zdobyte podczas prac i eksploatacji ChAI-3 miały zostać wykorzystane podczas prac nad jego wersją rozwojową, oznaczoną jako ChAI-8.