Для построения эффективного оборонительного «круга» в группе должно было быть не менее шести Ил-2. Каждый из экипажей, находясь в «кругу», нес полную ответственность за защиту впередиидущего самолета и не имел права оставлять своего места. Экипажи были обязаны в целях отражения атак истребителей маневрировать по горизонту разворотами влево и вправо, а по вертикали кабрированием и планированием.

В тех случаях, когда штурмовики прикрывались своими истребителями, оборонительный «круг» строился ниже истребителей, образуя нижний ярус, что создавало условия для хорошего взаимодействия между истребителями прикрытия и штурмовиками.

Для обеспечения лучших условий ведения воздушного боя от командиров полков и ведущих групп требовалась в каждом полете организация надежной двухсторонней радиосвязи между штурмовиками и истребителями прикрытия.

Показательные воздушные бои, разработка рекомендаций по ведению воздушного боя и, самое главное, усилия комсостава ВВС КА по внедрению в сознание летчиков веры в боевые возможности Ил-2 и уверенности в своих силах сделали свое дело: в анналах истории войны имеется много поучительных примеров успешного проведения воздушных боев на Ил-2.

Так, 3 сентября 1942 г. командир эскадрильи 694-го ШАП 3-й ВА капитан П.С. Виноградов после нанесения в составе шести Ил-2 бомбоштурмового удара на выходе из атаки подвергся нападению четырех истребителей люфтваффе Bf— 109F . «…Невзирая на численное превосходство противника, оставшись один, смело вступил в бой с истребителями, в котором сбил 2 Ме — 109F , остальных заставил покинуть поле боя». Через шесть дней приказом командующего ВВС КА генерал-лейтенанта А.А. Новикова за проявленные мужество и храбрость Виноградову было присвоено внеочередное воинское звание «подполковник», и он был назначен на должность командира 684-го ШАП.

5 февраля 1943 г. группа Ил-2 299-й ШАД 15-й ВА вследствие нехватки истребителей была послана в район г. Ливны на прикрытие (!) боевых порядков наземных войск от ударов немецкой бомбардировочной авиации. После окончания патрулирования при уходе от линии фронта лейтенант Кальчик отстал от группы и был атакован со стороны задней полусферы одним Bf-109. Видя, что «Мессершмитт» догоняет его на большой скорости, лейтенант убрал газ и довернул штурмовик вправо. Истребитель выскочил из-под левой плоскости вверх. Лейтенант Кальчик довернул свой Ил и дал по противнику пушечную очередь — объятый пламенем истребитель врезался в землю. В это время Ил-2 был атакован слева сзади еще одним «Мессершмиттом». Когда противник сблизился на дистанцию открытия огня, лейтенант Кальчик повторил тот же маневр, но с доворотом влево. В результате «мессер» выскочил вперед Ил-2 из-под правой плоскости. От пушечной очереди Bf-109 буквально развалился на части и упал на землю, Свидетелем этого воздушного боя стал командующий 15-й ВА генерал-майор Пятыхин. По окончании боя генерал немедленно послал командиру 299-й ШАД полковнику Крупскому телеграмму:

Вечером этого же дня лейтенанту Кальчику был вручен орден.

Отметим, что наивысший результат среди советских летчиков-штурмовиков в борьбе с немецкими истребителями показал дважды Герой Советского Союза капитан А.Н. Ефимов (будущий маршал и Главком ВВС), воевавший в годы войны сначала в 198-м, а затем в 62-м штурмовых авиаполках.

Выполнив за годы войны 285 боевых самолетовылетов, А.Н. Ефимов 58 раз вел воздушные бои с немецкими истребителями, в которых официально сбил семь самолетов противника. На его счету успешные воздушные бои в одиночку против четверки и против восьмерки истребителей люфтваффе.

Пилотируя Ил-2 на грани его возможностей, Ефимов затягивал немецкие истребители на малые высоты, где они не могли воспользоваться преимуществом в скорости и маневре, и добивался успеха.

В связи с большими потерями штурмовиков от истребителей люфтваффе с октября 1942 г. в серийное производство был запущен двухместный вариант Ил-2 с оборонительной установкой под пулемет УБТ.

Кабина воздушного стрелка была оборудована за пределами бронекорпуса. Стрелок размещался спиной к задней бронеперегородке на подвесной брезентовой лямке и был защищен со стороны хвоста самолета бронеплитой толщиной 6 мм . Бронезащита снизу, с боков и сверху отсутствовала. Фактически воздушный стрелок на Ил-2 был «голым» по пояс, поскольку бронещиток в типовых условиях боев носил весьма формальный характер, так как пробивался боеприпасами немецких авиапушек и крупнокалиберных пулеметов.

Считалось, что мощность огня пулемета УБТ в сочетании с маневром штурмовика вполне обеспечивает надежную защиту от атак истребителей противника со стороны задней полусферы.

Рост полетного веса привел к увеличению нагрузки на крыло и к уменьшению энерговооруженности штурмовика. Одновременно сдвиг центровки назад привел к ухудшению взлетно-посадочных характеристик и пилотажных качеств самолета. Вертикальная и горизонтальная маневренность ухудшилась. Усложнилось и боевое маневрирование.

Положение несколько спасла установка на Ил-2 форсированного на взлетном режиме мотора АМ-38ф. Взлетные характеристики Ил-2 улучшились. Максимальная скорость и скороподъемность у земли возросли.

После перевооружения штурмовых авиачастей на двухместный вариант Ил-2 и изменения тактики его боевого применения потери Илов уменьшились в среднем в 1, 5—2 раза.

Однако собственно боевые возможности Ил-2 АМ-38ф при действии по наземным целям заметно снизились.

Поскольку в продольном отношении штурмовик стал более неустойчивым, то условия для ведения прицельного огня из стрелково-пушечного вооружения самолета, особенно на планировании и в боевом порядке «круг», ухудшились. Введение боковых поправок в прицеливание стало несколько сложнее, особенно для молодого летного состава, имеющего невысокую летную подготовку.

Кроме этого, недостаточная устойчивость в продольном отношении и большая инертность требовали от летчиков повышенного внимания при пилотаже в составе группы, особенно при выполнении виражей и боевых разворотов, а также увеличенных дистанций между самолетами в боевых порядках.

Соответственно усложнилось и выполнение боевого маневрирования при атаке цели и противозенитного маневра (с потерей скорости и с несколько меньшими перегрузками). Как следствие, вероятность сбития Ил-2 огнем малокалиберной зенитной артиллерии оказывалась повышенной.

Одновременно с совершенствованием тактики боевого применения авиации на поле боя полным ходом шла работа по совершенствованию организационной структуры и управления авиасилами Красной Армии.

После создания 5 мая 1942 г. 1-й воздушной армии к концу года были реорганизованы в воздушные армии все остальные ВВС действующих фронтов.

Одновременно с этим происходило формирование авиационных корпусов резерва Главного командования и переформирование в однородные смешанных авиадивизий и авиаполков.

Штурмовая авиадивизия теперь стала состоять из трех штурмовых авиаполков и одной отдельной штрафной штурмовой эскадрильи.

Штурмовые авиаполки переводились на 32-самолетный состав: 2 эскадрильи по 10 Ил-2 и 2 Ил-2 в управлении полка (самолеты командира и штурмана полка).

Несмотря на увеличение численного состава штурмовых авиаполков, новые штаты все еще не отвечали требованиям войны. Боевой опыт показал, что эскадрилья из 10 самолетов уже на третий-четвертый день боев из-за потерь «выдыхалась» и обычно могла работать только шестеркой, что не позволяло должным образом организовывать борьбу с зенитной артиллерией и истребительной авиацией противника…

По общему мнению, требовалось штат штурмовой эскадрильи увеличить до 14 самолетов (3 звена по 4 Ил-2 и по одному самолету у командира и штурмана эскадрильи), а штат полков — до 45 Ил-2, 1 Ил-2У и 1 У-2. В этом случае эскадрилья из 14 самолетов в основном работала бы восьмеркой. Кроме того, два командирских Ил-2 являлись как бы резервными, что позволяло продолжительное время строить боевые порядки эскадрильи в зависимости от задачи и обстановки. На 40-самолетный состав штурмовых авиаполков ВВС КА перешли только в 1944 г .