IK-2 开始装备部队以及空军计划装备更多该型战斗机的背景促使开发一款适用教练机的需求浮出水面。最简单的解决办法莫过于将 IK-2 改装成带双重操纵装置的双座教练机，也确实存在过改造 1-2 架 IK-2 的计划。除了用作教练机，这种被称为 IK-4 的新机还可用于高速侦察，其飞行速度要比德军装备的 Hs 126 快出不少。
IK-4 与 IK-2 仅在在机身和座舱布局方面有所区别：教练员/观察员座舱将被设在飞行员座舱之后，为获得良好的视野，教练员舱的位置要高出学员舱。
IK-4 仅仅停留在设想阶段，当量产型 IK-2 的交付工作被延迟且其设计已趋落伍之时，开发 IK-4 教练机的计划也就被放弃了。
IK-3 原型机
Ilic 与 Sivcev 至早在 1933 年就已经开始一种新式战斗机项目的初步研究——用来缓解设计 IK-1 的工作压力。由于确信海鸥翼战斗机已然落伍，两人把注意力转移到采用悬臂式下单翼、外形流线、装备可收起落架的新式战斗机上来，只有这样的战斗机才具备足够的速度和爬升率来应对当时出现的高性能轰炸机。
新式战斗机 IK-3 也是 Ilic 与 Sivcev 两人私下里开始研发的，同 IK-01 一样，IK-3 的比例模型也被带到巴黎 Eiffel 风洞进行测试。静力评估和计算结构细节的复杂性使 Ilic 与 Sivcev 不得不考虑吸收第三名成员，否则他们会被繁重的工作累垮。新成员是工程师 Slobodan Zrnic，他曾以专家身份在法国工作，后来成为设在 Kraljevo 的国家飞机工厂的生产部主管，Zrnic 在改进该厂按许可证生产的布雷盖 XIX 的工作中起到了主要作用，并因此在飞机材料应用方面获得了相当多的经验。IK-3 的开发工作被分配到 3 个人的头上——Ilic 占四成，Sivcev 与 Zrnic 各占三成，项目代号随之变成 IKZ，Z 代表 Zrnic，不过官方档案里使用的代号还是 IK，可能是因为 Z 在西里尔字母表中被写成类似数字 3 的样子，会引起误会的缘故吧。本文将只使用 IK-3 这一称谓。
IK-3 Br.1 原型机，可见垂直安定面上的厂商商标和名称（Rogozarski A.D.）
IK-3 计划安装经过改进的 Hispano-Suiza 12Y29 引擎，其在 5,000 米（16,200 英尺）高度的输出功率为 980 马力。IK-3 的机动性被放在比速度更加重要的位置上，因为在当时的飞行员中流行这样一种看法：两架战斗机对决时，出色的机动性比速度优势更有意义。
IK-3 可以被看作英德两国新型战斗机设计思想的折衷：IK-3 的主翼面积比飓风或喷火都小，可以在引擎功率一定的情况下获得更高的速度，与 Bf 109 相比，IK-3 的机身更短，盘旋性能因而更加出色。IK-3 的机载武器——1 门桨毂炮与 2 挺机枪全部配置在机身内。
IK-3 的相关技术资料被及时送交南斯拉夫空军，设计方案于 1936 年中期被采用，不过对于这种雄心勃勃的自制现代化战斗机的怀疑导致了无谓的拖延，军方直到 1937 年 3 月底才与罗戈扎斯基公司签署了制造一架原型机的合同。罗戈扎斯基公司在贝尔格莱德的工厂有一个设备齐全，生产经验丰富的木材加工部，可保证原型机主翼、垂直安定面、水平安定面的木制构件与胶合板蒙皮的生产和装配质量。
首架 IK-3 原型机于 1938 年春完工，该机被运到 Zemun 机场进行组装，5 月底进行了首次试飞。IK-3 的试飞任务由试飞大队的 Bjelanovic 上尉负责，第一阶段试飞工作在夏末结束。除了进行细致的飞行评估，机载航炮和机枪也进行了试射。一群被挑选出来的空军飞行员接手了下一阶段的试飞工作，目的是寻找能够最大限度发掘 IK-3 的飞行性能及其适应本土使用的方法。到此为止所完成的各项试飞已经充分证实了三位设计师之前宣称 IK-3 所能达到的性能，其在机动性方面的表现尤为出色。
试飞前的 IK-3 原型机，摄于 Zemun 机场
Bjelanovic 上尉递交的试飞报告强调了 IK-3 原型机在完成各种动作和在各种速度下进行特技飞行时的可操控性。“升降舵的控制非常灵敏，尤其是拉筋斗时只需在操纵杆上施加很小的力。拉杆过猛会使飞机失速进入螺旋。IK-3 可以很容易的从特技动作中改出，然后进入平飞状态。如果进入螺旋，飞行状态会在飞机自转 1/4 到半圈之后开始恢复。IK-3 在起飞时的表现很正常，着陆时需在机轮触地前将飞机改平。”
每位试飞大队的飞行员都强调驾驶敏感的 IK-3 时需要温和的操纵。事实上，驾驶该机进行任何特技动作时，操纵杆的位移都无需超出 10 厘米（4 英寸）直径的圆周。对于 IK-3 的批评主要集中在扭曲的树脂玻璃座舱盖上，因为它会妨碍飞行员的视野。还有一些飞行员建议在主翼上加装 2 挺机枪以增加火力密度。
IK-3 Br.1 原型机侧视图
试飞大队的飞行员被要求对 IK-3 以及他们飞过的其它几种机型（“愤怒”，He 112，MS 405，“飓风”）的飞行性能进行比较，得出的总体结论是 IK-3 的速度和机动性更加出色。MS 405 是与 IK-3 性能最为接近的机型，不过安装相同引擎的 IK-3 比 MS 405 要快 40 公里/时（25 英里/时）。IK-3 在装备部队后曾与南斯拉夫进口的 Bf 109E-3 进行过模拟空战，具体情况将在后文中加以介绍。
正当试飞工作接近尾声的时候，IK-3 原型机在 1939 年 1 月 19 日失事坠毁，试飞员 Milan Pokorni 上尉殉职。后经事故原因调查委员会证实，IK-3 原型机在机场上空俯冲到 400 米高度时，飞机风挡突然脱落，试飞员 Pokorni 在慌乱中拉杆过猛，过大的结构应力和扭力将右翼折断，飞机于是高速冲向地面，Pokorni 上尉当场丧生。事故发生前设计组曾对 IK-3 原型机进行过诸多改进以期改善座舱视野，在改装工作中难免要多次拆除和安装风挡，可能这就是风挡在俯冲时突然脱落的原因。
IK-3 Br.1 原型机的座舱盖与生产型 IK-3 有很大不同