Ожидалось, что самолет с новыми двигателями М-88 сможет развивать скорость 485–500 км/ч на высоте 7000 м. Однако на практике все получилось иначе. На первой машине, кстати, как и на ЦКБ-26, фюзеляж сделали деревянным, а двигатели оставили старые – М-87Б. В такой конфигурации первый полет ДБ-ЗФ состоялся 21 мая 1939 года.

После начального этапа государственных испытаний, завершившегося 27 сентября 1939 года, машину вернули на завод для замены двигателей на М-88, но испытания она так и не выдержала из-за дефектов маслосистемы моторов.

В июне 1940 года на государственные испытания поступил ДБ-ЗФ № 390204 с новыми стрелковыми установками: верхней МВ-3 и нижней МВ-2 вместо верхней СУ и люковой ЛУ. МВ-3 обеспечивала лучшую маневренность пулемета за счет меньших усилий, а МВ-2 с оптическим коленчатым прицепом усиливала оборону от атак истребителей снизу.

ДБ-ЗФ

Испытания показали, что максимальная скорость самолета с убранной МВ-3 снизилась с 425 до 415 км/ч, а при боевом положении верхней установки скорость не превышала 410 км/ч. Дальность при полете на высоте 4000 м со скоростью 340 км/ч сократилась с 3060 до 2950 км. Ухудшились и другие параметры, но зато возросла обороноспособность машины.

Месяц спустя в НИИ ВВС поступил усовершенствованный ДБ-ЗФ № 390801. По сравнению с предыдущей машиной на нем клепку крыла и фюзеляжа сделали впотай. Изменили обводы передней части фонаря кабины летчика, сделав их более гнутыми, и улучшили укладку плексигласа носовой части фюзеляжа. Костыль стал убирающимся, что увеличило сектора обстрела из нижней установки МВ-2.

На двигателях появились новые капоты с увеличенным выходным сечением, обеспечивавшим лучший тепловой режим двигателей, а маслорадиаторы переместили в переднюю кромку крыла.

Испытания, проведенные при участии ведущих инженера Н.М. Кокорина, летчика А.П. Сыроегина и штурмана Л.М. Гоптарева (самолет облетали летчик Л.П. Лупкин и штурман Н.П. Цветков), показали, что пилотажные характеристики остались неизменными. Однако при повороте пулемета верхней установки МВ-3 в стороны самолет начинал «гулять» по курсу, создавая крен до трех градусов, правда, легко парировавшийся рулем поворота.

Много неприятностей доставляли еще «сырые» моторы М-88, что вынудило временно комплектовать боевые машины уже проверенными М-87Б.

В декабре 1940 года ДБ-ЗФ переименовали в Ил-4. К тому времени М-88 успели доработать, и их начали вновь устанавливать на бомбардировщики.

Альтернативой М-88 мог стать двигатель М-82. До конца 1941 года моторостроительный завод № 19 выпустил 412 таких моторов, практически без дела лежавших на складах. В то же время моторов М-88 и М-87 не хватало не только для замены выработавших ресурс, но и для новых самолетов. В начале 1942 года на 126-м заводе предприняли попытку улучшить летные характеристики ДБ-ЗФ путем замены М-88 более мощными М-82. Этому способствовали и перебои с поставками 88-х моторов, вызванные эвакуацией промышленности на восток страны.

Летные испытания проводились на трех машинах при участии ведущих инженеров НИИ ВВС Г.В. Грибакина и Н.Н. Фингерова, ЛИИ – С.С. Юданова и заводского летчика-испытателя Галицкого. В первом же вылете 10 февраля обнаружился сильный выброс моторного масла. Доводки затянулись почти на два месяца, и лишь 5 апреля начались испытания по программе.

Для двигателей не нашлось штатных винтов АВ-5, и вместо них пришлось ставить втулки винтов ВИШ-22 с лопастями ВИШ-21 диаметром 3,4 м. Скорость законцовок лопастей «суррогатных» винтов доходила до 0,92—1 скорости звука, что снижало их тягу. Летные характеристики хотя и получились ниже расчетных, но превышали аналогичные параметры серийных самолетов. При возросшем до 8850 кг (против 8033 кг) нормальном полетном весе (главным образом за счет топлива) дальность увеличилась на 900 км, максимальная скорость – на 45 км/ч. Улучшились взлетные характеристики и скороподъемность.

Ил-4 с двигателями М-82А

В заключение отчета отмечалась целесообразность установки М-82 на серийные самолеты. Но из-за неудовлетворительной работы системы охлаждения масла, несоответствия колес шасси возросшим нагрузкам, отсутствия амортизации двигателей и неудобного расположения его агрегатов самолет не рекомендовался к серийному производству.

В июне 1938 года завершились тактические испытания самолета сопровождения (воздушного крейсера) ДБ-ЗСС (заводское обозначение ЦКБ-54) с двигателями М-85 с винтами фиксированного шага и пулеметно-пушечным вооружением. За основу взяли серийный самолет Воронежского завода № 18. Доработку же осуществляли в Москве на заводе № 39, где установили переднюю и заднюю турели с пушками ШВАК и боекомплектом 120 и 240 патронов соответственно. Причем задняя турель управлялась с помощью штурвала с гашетками, размещенными по кругу. Кроме этого, ДБ-ЗСС оснастили подфюзеляжной установкой со ШКАСом (боезапас – 300 патронов) в обтекателе для защиты самолета от атак истребителей снизу. Последняя управлялась дистанционно, и стрельба велась с помощью перископического прицела.

Появление подобного самолета стало отголоском концепции применения бомбардировщиков тех лет. Недостаточная дальность полета истребителей не позволяла им сопровождать бомбардировщики на полный радиус и привела к созданию нового класса самолетов – воздушных крейсеров.

Воздушный крейсер ЦКБ-54

Самолет выпустили на испытания (летчик – В.К. Коккинаки) в начале 1938 года и в марте передали в НИИ ВВС. Ведущим по машине на этапе государственных испытаний был инженер Н.М. Кокорин, атактическими испытаниями руководил штурман С.Ф. Пистолькорс.

Вооружение ЦКБ-54, за исключением пулеметной установки, обладавшей недостаточным полем зрения прицела и оказывавшей влияние на путевую устойчивость, выдержало государственные испытания. Самолет вернули на завод для доработок, но к ним так и не приступили. Вместо этого доработали вторую машину с двигателями М-87А и винтами ВИШ-3, на этот раз завода № 39, и в следующем году продолжили испытания.

В отличие от предшественника подфюзеляжную пулеметную установку заменили боковыми пулеметами в блистерах по бокам фюзеляжа (за крылом).

Однако до принятия на вооружение дело не дошло, а главным средством защиты дальних бомбардировщиков были не самолеты сопровождения, а стрелковое вооружение и темное время суток в совокупности с облачной погодой.

Особое место среди модификаций ДБ-3 занимают стратосферные бомбардировщики. Первым из них стал проект БОК-17, разработанный в КБ-29 под руководством заместителя главного конструктора А.Я. Щербакова.

Известно, что полет на больших высотах не только способствует снижению уязвимости самолета от средств ПВО, но и увеличивает его дальность. Высотно-скоростные характеристики и конструкция планера ДБ-3 позволяли создать стратосферный бомбардировщик. Герметичную кабину с наддувом от нагнетателей, установленных на двигателях, и отоплением включили в силовую схему фюзеляжа. При этом для обеспечения жизнедеятельности экипажа до высот 8—10 км в случае прострела гермокабины пулями калибра 12,7 мм (экипаж работал без индивидуальных кислородных масок) требовалась установка более мощных моторов М-88.

В обеспечение этой работы предполагалась закупка у американской компании «Кембридж» 1000 комплектов газоанализаторов (альфометров) до начала освоения их выпуска отечественными заводами.

Согласно июльскому 1939 года постановлению правительства и последовавшему приказу НКАП КБ-29 (Голубкову и Н.Н. Каштанову) предписывалось разработать гермокабину или, как ее еще называли, стратокамеру (СК) для ДБ-3, предъявив его на государственные испытания в июле 1940 г.