В феврале Ер-2 № 4 предъявили на государственные испытания. Ведущими по машине были инженер Н.К.Кокорин, летчик А.Д.Алексеев и штурман В.В.Лисицын. 14 апреля 1943 года А.Д.Алексеев отправился в первый беспосадочный перелет на Ер-2 с моторами М-30Б по маршруту Москва – Омск – Москва. Предстояло пролететь 4500 километров с грузом 1000 килограммов. Однако, встретившись в районе Елабуги с грозовым фронтом, ему пришлось вернуться. Дальний полет повторили чуть позже и по другому маршруту, Москва (Кратово) – Казань – Свердловск и обратно протяженностью 3950 километров. На этот раз полет прошел благополучно, а беспосадочная дальность превзошла аналогичный показатель основного дальнего бомбардировщика советских ВВС Ил-4 более чем на 1000 км. Согласно результатам испытаний, самолет был прост в пилотировании (если не считать, что заход на посадку приходилось осуществлять с выключенными двигателями из- за отсутствия регуляторов малых оборотов) и, по сравнению с предшественником, оснащенным двигателями АМ-37, его расчетная дальность достигала 5500 километров.

В то же время у машины сохранились недостатки предшественника: большая взлетная дистанция и малая скороподъемность, невозможность лететь на одном моторе без снижения при весе свыше 14200 килограммов. Но главным показателем для Дальней авиации являлся, по- прежнему, большой радиус действия. Было от чего прийти в восторг, и командующий Авиацией дальнего действия (АДД) А.Е.Голованов настоял на запуске еще сырого дизельного варианта Ер-2 в серийное производство.

При обсуждении результатов государственных испытаний представители АДД предложили ввести в экипаж второго пилота, разместив его рядом с командиром. Это позволяло существенно снизить нагрузку на летчиков во время длительных полетов. Тогда же было высказано пожелание усилить оборонительное вооружение, заменив верхнюю пулеметную установку пушечной.

По решению Государственного Комитета Обороны от 21 сентября 1943 года Ер-2 с М-30Б запустили в серийное производство на заводе № 39 по образцу, прошедшему государственные испытания, но с устранением отмеченных в нем дефектов и замечаний по макету, утвержденному командующим Авиацией дальнего действия 3 сентября.

Доработки оперативно выполнили, и в декабре 1943 года две серийные, но еще «сырые» машины вышли из сборочного цеха. Кроме новых двигателей, вынесенных вперед на 145 мм, увеличили экипаж, введя второго пилота. В связи с этим расширили кабину пилотов, посадив их в ряд. Больше стали площади крыла (на 1,62 квадратных метра), вертикального и горизонтального оперения (на 1,39 и 0,62 квадратных метра соответственно). На 290 миллиметров возрос размах центроплана и на 102 миллиметра удлинили грузовой отсек. На моторах первоначально стояли винты ВИШ- 24, замененные впоследствии на АВ-5ЛВ-116.

Существенно улучшилось оборонительное вооружение. Носовую стрелковую установку конструкции Торопова с пулеметом калибра 12,7 миллиметра с боезапасом 220 патронов и непрерывным питанием заменили на НУ-134 шарового типа с пятью магазинами по 65 патронов в каждом. На фюзеляже поставили сначала серийную турель ТУМ-5, а затем – модифицированную ТУМ-5М с электроприводом по горизонту и пушкой ШВАК с боезапасом 200 патронов и более совершенным прицелом ОПТ-3. В люковой установке вместо пулемета БТ с ручной перезарядкой и 240 патронами появился УБК того же калибра, но с пневматической перезарядкой и боекомплектом 275 патронов. Доработали и бомбардировочное вооружение, в частности, вместо одного прицела ПС-1 поставили два: ОПБ-1Р и ночной НКПБ-7.

Объем внутренних топливных баков, оснащенных системой заполнения нейтральным газом, возрос на 540 л, а подвесного бака (в бомбовом отсеке) – на 60 литров. Теперь все баки стали вмещать до 6420 литров керосина. Установка жидкостного антиобледенителя на винты и лобовые стекла пилотской кабины благоприятно сказалась на пилотировании машины в сложных метеоусловиях. В итоге доработок значительно возрос взлетный вес машины, что потребовало установки новых колес: главных опор шасси – размером 1325x485 миллиметров и хвостового – 700x300 миллиметров.

Ер-2 с двигателями АЧ-30БФ

Государственные испытания доработанного и одновременно первого серийного самолета начались в феврале 1944 года в Иркутске. Ведущими по машине были инженер Н.М.Кокорин, летчик В.ВЛисицын и штурман Литвинчук. Со 2 по 5 апреля экипаж Лисицына совершил перелет по маршруту Иркутск – Красноярск – Новосибирск – Омск – Свердловск – Москва (аэродром Чкаловская) с промежуточными посадками в указанных пунктах. Испытания проходили довольно тяжело из-за многочисленных дефектов и шесть раз прерывались для доводки как самой машины, так и двигателей, в том числе и для их замены. В конечном счете, выполнив 66 полетов, в октябре пришлось прекратить испытания до полной доводки самолета.

На новой модификации Ер-2 так и не устранили его раскачку в горизонтальном полете с крыла на крыло. По-прежнему на скоростях, меньших 240 километров в час по прибору, самолет не мог сохранять горизонтальный полет с брошенным управлением и переходил в спираль с быстрым нарастанием скорости, хотя при большей скорости позволял выполнять виражи с креном до 50 градусов, демонстрируя устойчивость и легкость в управлении.

В конце 1944 года была предпринята попытка улучшения летных характеристик самолета путем установки на Ер-2 № 7023901 форсированного двигателя АЧ-30БФ. Испытания, проведенные экипажем летчика А.Д.Алексеева, показали значительное улучшение его взлетных свойств как с нормальным, так и перегрузочным весом. Однако недостаточная надежность силовой установки не позволила не только запустить этот вариант самолета в серийное производство, но и провести его государственные испытания.

Несмотря на это, в августе 1944 года после доработки моторов АЧ-30Б бригадой завода № 500 Ер-2 стали сдавать заказчику. Самолет № 7053911, прошедший контрольные испытания в декабре 1944 года, стал эталоном для серийного производства. В то же время по требованию командования Авиации дальнего действия и НИИ ВВС на Ер-2, начиная с № 7083901, стали устанавливать новые фонари кабины пилотов, а с № 71001 – понизили кабину штурмана, что улучшило обзор из кабины летчиков. Тогда же на самолетах начали размещать бомбардировочные прицелы конструкции Деренковского.

Машины перегоняли из Иркутска на подмосковный аэродром Остафьево летчики 73-й вспомогательной авиадивизии, занимавшейся отправкой самолетов с сибирских заводов и ленд- лизовской техники с Аляски с промежуточными посадками через каждые 700-900 километров. Подобные перегоны нередко сопровождались поломками и авариями. Например, на 4 апреля 1945 года из 169 самолетов, отправленных с завода, 14 нуждались в замене 20 моторов, на шести требовалась отладка моторов и замена отдельных агрегатов. Девять машин совершили вынужденную посадку на трассе с убранным шасси.

Но были и приятные сообщения. 23 марта 1945 года Ер-2, пилотировавшийся капитаном Коростылевым, пролетел из Иркутска до Москвы за один день с промежуточной посадкой в Новосибирске. За 15 часов 25 минут летного времени пройдено расстояние 4600 км. Вслед за этим началась подготовка к беспосадочному перелету по тому же маршруту.

Ер-2 с моторами М-105

Эти перелеты и предшествовавшие им тренировки выявили невозможность ночных полетов из-за неудовлетворительного обзора. В результате опять пришлось дорабатывать конструкцию фонаря кабины. К концу сентября установили новый фонарь и устранили дефекты, выявленные при войсковых испытаниях, а с октября эти доработки стали внедрять на серийных, в том числе и на ранее выпущенных бомбардировщиках.

Эксплуатация самолетов с дизелями существенно отличалась от эксплуатации машин с карбюраторными моторами. Пока в кабинах бомбардировщика находились испытатели с их знаниями, квалификацией и опытом, трудностей не возникало. Но настало время, и за штурвалы боевых машин сели строевые летчики, которым пришлось менять отработанные привычки.