Вскоре один из моторов снова вышел из строя, а затем было принято решение еще раз переоборудовать самолет, на этот раз в дублер машины с моторами АМ-37. Осенью самолет перегнали в Казань. Дальнейшая судьба первого опытного ДБ-240 неизвестна. Возможно, именно эта машина, управляемая А. Н. Гринчиком, потерпела катастрофу при посадке на казанском аэродроме, врезавшись в здание на его окраине (экипаж самолета уцелел, но пострадали обитатели общежития).
Вариант самолета ДБ-240 с моторами АМ-37 был самым непосредственным соперником ильюшинского ДБ-4 (задан постановлением Комитета Обороны № 226 от 29 июля 1939 г.) с такой же силовой установкой, и даже испытания обеих машин начались с незначительным разрывом во времени. В конце 1940 г. — начале 1941 г. АМ-37 являлся самым мощным отечественным двигателем водяного охлаждения, удовлетворительно прошедшим заводские 100-часовые испытания. Быстрое освоение в серийном производстве нового микулинского «движка» руководство НКАП считало приоритетной задачей завода № 24 в 1941 г. Стоит отметить, что мотор АМ-37 и строившийся серийно АМ-35А были полностью аналогичны и взаимозаменяемы друг с другом по всем узлам, за исключением:
— АМ-37 имел воздухо-водяной радиатор для охлаждения воздуха, подаваемого в карбюраторы после нагнетателя, а на моторе АМ-35А вместо него устанавливалась так называемая проставка, т. е. отрезок воздухопровода;
— АМ-37 получил дополнительный насос для нагнетания воды в воздухо-воздушный радиатор;
— диаметр крыльчатки нагнетателя мотора АМ-37 равнялся 285 мм вместо 275 мм у мотора АМ-35А.
Другими словами, мотор АМ-35А мог быть сравнительно легко переделан в АМ-37, что обеспечивало повышение взлетной мощности до 1400 л.с., а эксплуатационной — до 1250 л.с. на высоте 6000 м.
Примечание. 1 — первое число — ширина, второе — высота.
Хронологически вариант ермолаевского бомбардировщика с моторами АМ-37 появился раньше, чем машина с АМ-35, и являлся естественной реакцией ОКБ-240 на не вполне удовлетворительные результаты испытаний машины с М-105. Первый полет ДБ-240 2АМ-37 (опытный экземпляр № 2) состоялся 25 октября 1940 г., но он выявил столь сильный перегрев моторов, что нормальная эксплуатация машины исключалась. Дело в том, что в условиях явного цейтнота конструкторы решили оставить почти без изменений систему охлаждения ВМГ, а ведь мощность и теплоотдача АМ-37 были на 30–40 % большими, чем у М-105. В нескольких полетах, скорее похожих на подскоки, Шебанову удалось лишь проверить устойчивость и управляемость машины. Быстро нараставшая температура воды и масла уже через 7–10 минут после взлета заставляла идти на вынужденную посадку. Словом, попытка решить проблему силовой установки «малой кровью» провалилась, и потребовалась замена водяных и маслорадиаторов на агрегаты с большей производительностью. Это сильно усложняло задачу ОКБ Ермолаева, ведь в соответствии с приказом НКАП № 577 от 23 октября 1940 г. на подготовку ДБ-240 2АМ-37 к госиспытаниям выделялось три месяца.
В начале января 1941 г. самолет был вновь выведен на аэродром. В ходе наземных испытаний и рулежек снова выявился перегрев масла, а также ненадежная работа карбюраторов. Кроме того, проверка ВМГ производилась с нештатными винтами ВИШ-22Е диаметром 3 м, которые были подобраны для моторов М-105. Расчеты показывали, что нормальные полеты были возможны только с винтами ВИШ-22Т диаметром 3,4 м, однако они на заводе № 240 отсутствовали. Ермолаев принял решение отправить моторы на микулинский завод № 24 для доводки и регулировки.
В течение января самолету ДБ-240 2АМ-37 так и не удалось подняться в воздух. Его основной соперник ДБ-4 2АМ-37, проходивший испытания на заводе № 39, также провел январь на земле, сначала из-за болезни летчика, а позднее по причине недоведенности АМ-37. Кроме того, результаты продувок в ЦАГИ заставили коллектив Ильюшина переделать хвостовое оперение и увеличить стреловидность консолей. К тому же по решению правительства около 70 % сотрудников ОКБ были перенацелены на оказание помощи серийным заводам, начавшим производство Ил-2. Работы по ДБ-4 существенно затормозились, и ДБ-240 2АМ-37 получил реальный шанс опередить соперника. Но и у Ермолаева к этому времени забот полон рот: правительство потребовало в кратчайшее время обеспечить достройку серийных бомбардировщиков Ер-2 на воронежском заводе. Поэтому машину временно передали для доводки в ЛИИ НКАП.
Только в конце марта два экземпляра ДБ-4 и один ДБ-240 2АМ-37 (иногда в заводской переписке его называли Ер-2 2АМ-37 или Ер-4) были подготовлены к проведению испытательных полетов. Но тут развернулась эпопея с переделками моторов Микулина на механическое управление лопатками Поликовского, что вновь отодвинуло сроки их готовности. Наконец, 14 мая 1941 г. ДБ-4 дважды поднялся в воздух и даже набрал высоту 4000 м. Однако радости конструктору это не принесло: выявилась настоятельная необходимость еще одной переделки хвостового оперения. На этот раз решено было отказаться от двухкилевой схемы и установить на самолет только один киль, как на ДБ-3. Доработка машины потребовала значительного времени.
26 мая 1941 г. снова поднялся в воздух Ер-2 2АМ-37. Машину пилотировал летчик А. Д. Алексеев. При наборе высоты опять, в который уже раз, выявился перегрев масла. Правда, на горизонтальных «площадках» ВМГ стала работать почти без замечаний. В очередном полете 8 июня удалось получить на высоте 7000 м максимальную скорость 519 км/ч — наивысшую скорость горизонтального полета, когда-либо достигнутую на самолетах «ермолаевского» семейства. Спустя два дня произошло ЧП с самолетом ДБ-4: в полете разрушился подшипник нагнетателя из-за раскрутки винта ВИШ-24АБ. Ильюшинцам предстояли все новые и новые доработки. Ермолаевцам тоже забот хватало: 15 июня ЛИИ вернул машину на завод № 240 для доводки ВМГ, уменьшения аэродинамической компенсации элеронов и устранения течи бензина из баков. Впрочем, заключение специалистов ЛИИ (его подписали заместитель начальника ЛИИ полковник А. Б. Юмашев и ведущий инженер самолета А. М. Соловьев) по этому варианту самолета можно считать в целом благоприятным:
«Самолет Ер-2 2АМ-37 может быть рекомендован для серийного производства при условии выполнения следующих требований:
1. Установки на всех стрелковых точках пулеметов БТ с запасом у штурмана и на ЛУ — 300 патронов, у стрелка — 600 патронов.
2. Установки бронестекла в козырьке фонаря.
3. Снятия бака № 3 и переноса на его место баллонов инертного газа и кислородных с целью сдвига вперед центровки на 2,5 %.
4. Увеличения эффективности основной и дополнительной охлаждающих систем по рекомендациям ЛИИ.
5. Увеличения продольной устойчивости и уменьшения нагрузок на элероны».
К началу войны Ер-2 2АМ-37 находился в сборочном цехе завода № 240. При первом ночном налете германской авиации на столицу СССР 22 июля 1941 г. шальная бомба угодила именно в этот цех. По оценке заместителя директора завода В. В. Осиповича, ущерб составил приблизительно 400 тыс. рублей, в разной степени пострадали два опытных самолета, в том числе и вариант с АМ-37. Ермолаев, убежденный в перспективности именно этой модификации машины, обратился с письмом к руководству НКАП и предложил переделать силами завода № 240 несколько серийных Ер-2 производства воронежского завода, заменив моторы М-105 на АМ-37. Предложение было принято, и по меньшей мере три поврежденных в авариях самолета доставили в Москву. Позднее один из них вернулся в строевую часть (вероятно, именно о нем упоминает в своей книге А. И. Молодчий). Другой перегнали в Казань в ходе эвакуации завода, позднее он тоже попал в полк. Третья машина осталась в Москве, и ее дальнейшая судьба остается неясной (в отчете завода за 1942 г. сообщается о переделке еще одного самолета под АМ-37, вероятно, это и есть тот самый третий).
20 сентября 1941 г. после ремонта и переоборудования опытную машину с АМ-37 в соответствии с распоряжением заместителя начальника ГУ ВВС КА передали на государственные испытания в НИИ ВВС. Ведущим инженером по самолету был назначен военинженер 2 ранга Н. М. Кокорин, ведущим летчиком-испытателем — майор Лисицин, ведущим штурманом — старший лейтенант Литвинчук. В качестве важнейших отличий самолета от варианта с моторами М-105 специалисты НИИ отметили:
— винты ВИШ-22Т увеличенного диаметра (3,4 м);
— крупнокалиберные пулеметы БТ во всех огневых точках;
— колеса основных стоек с типоразмером 1200х450 мм;
— гидравлическую систему аварийного выпуска шасси (вместо механической);
— усиленное бронирование рабочих мест стрелка и стрелка-радиста;
— синхронный автоматический прицел ПС-1, установленный вместо обычного прицела ОПБ-2М.
Первые же полеты продемонстрировали такой «букет» недоделок, что уже 24 сентября их пришлось прекратить. Начальник института бригинженер Федоров доложил начальнику ГУ ВВС генералу Петрову о поразительных вещах, например, о том, что летчик Ер-2 2АМ-37 «при выпуске и уборке шасси вынужден передавать управление штурману, после чего он двумя руками с помощью левой ноги (?!!) смещает ручку управления краном…» Далее Федоров настаивал на необходимости «обязать главного конструктора завода № 240 тов. Ермолаева немедленно устранить указанные дефекты». Испытания затянулись. В связи с вынужденной переброской самолета в Свердловск на аэродром Кольцово, куда было переведено соответствующее подразделение НИИ ВВС, они были закончены только в начале января 1942 г.