Новый тип «Муромца» вызревал у И. И. Сикорского давно. Вынужденная остановка серийного производства в конце 1915 г. позволяла ему воплотить свои замыслы в реальность. На завершенном в январе 1916 г. первом ДИМе все было сделано для уменьшения вредного сопротивления, фюзеляж имел плавные формы. Полностью остекленная носовая часть (по заводской терминологии - «голова») давала экипажу прекрасный обзор. Плоский бензобак был спрятан в фюзеляж и располагался сверху сразу за кабиной пилота. За баком был алюминиевый обтекатель с пулеметным «гнездом». Четыре «Санбима» располагались на крыльях попарно тандемом. Размах крыльев был уменьшен, число растяжек шасси - сокращено. Проводка управления была убрана в фюзеляж. Для стрельбы вперед была установлена пулеметная точка справа от пилота. Хвостовой точки вначале не было.
На аппаратах типа «Д» впервые были введены эксплуатационные разъемы фюзеляжа. Передняя его часть составляла единое целое с «моторной клеткой», т. е. центральной частью коробки крыльев» включавшей и силовые установки. Вместо рамы управления, как и на «Русском Витязе», стала штурвальная колонка. Многое из нововведений, например обтекаемая форма фюзеляжа, полностью остекленная носовая часть, шасси, эксплуатационные разъемы, носовая пулеметная установка и др., перекочевало на корабль следующего типа, но в целом самолеты ДИМ оказались неудачными. Испытания в эскадре первого такого аппарата (№ 223) показали, что даже без боевой нагрузки по сравнению с предыдущими типами сильно удлинился разбег, упала скороподъемность, потолок был невероятно мал. Было совершено только два полета. Вредное взаимовлияние винтов при тандемной установке и повышенное индуктивное сопротивление из-за относительно небольшого удлинения, влиянию которого тогда еще не придавали значения, в совокупности со скверной работой «Санбимов» дали такой низкий результат. Второй ДИМ (№ 224) подвергся значительным изменениям - увеличен размах крыльев, удлинен фюзеляж, «Санбимы» переставлены в ряд (модификация Д-2). Однако события 1917 г. не позволили испытать эту машину в эскадре.
Третий опытный ДИМ (№ 225) был также построен в 1916 г. и долго дорабатывался. На нем было установлено необычное бипланное хвостовое оперение с двумя килями и с пулеметной точкой, а подмоторные рамы переделаны под двигатель «Рено» (модификация Д-3). Сикорский не терял надежды довести до работоспособного состояния тип «Д», десять серийных экземпляров которого (№ 226-235) были к началу 1917 г. почти наполовину готовы. Конструктор планировал наладить серийный выпуск двух внешне подобных бомбардировщиков - тяжелого типа «Е», о котором речь пойдет ниже, и более легкого типа «Д». С новыми мощными двигателями по 300-400 л. с. ДИМы могли стать неплохими бомбардировщиками. 1917 г. спутал все планы, и опытный № 225 был отправлен на фронт, но только в 1919 г. в Красный дивизион воздушных кораблей.
Вместо законсервированного типа «Д» осенью 1916 г. на «Авиа-Балте» заложили десять воздушных кораблей уже более-менее доведенной модификации Г-2 (№ 236-245). Однако им также не удалось избежать столь традиционных для «Муромцев» переделок. На этот раз причиной стало важное событие в истории российской авиационной индустрии - прекращение «моторного голода». В 1916 г. большое количество авиационных двигателей стали выпускать новые отечественные заводы. Открытый правлением РБВЗ Механический завод на Васильевском острове восстановил во второй половине 1916 г. производство двигателей РБВЗ-6. Однако технологические возможности этого завода, созданного в основном на базе оборудования, эвакуированного из Риги, первоначально были недостаточны для выпуска в большом количестве РБВЗ-6. Поэтому в июне 1916 г. на заводе был создан по образцу хорошо зарекомендовавшего себя «Аргуса» 140-сильный МРБ-6. (Мотор Русско-Балтийский, шестицилиндровый). Получилось типичное порождение военного времени. Производство его было простым, но оно достигалось за счет качества. Получив три с половиной десятка МРБ-6, эскадра уже в 1917 г. от их дальнейшего приобретения отказалась. Тем не менее свою функцию МРБ-6 выполнили. Вместе с полусотней поставленных в 1916-1917 гг. РБВЗ-6 они дали возможность продолжить выпуск «Муромцев-Г» и отказаться от ненадежных Санбимов.
Двигатели РБВЗ-6 ставились на «Муромцы» типа «Г» как по четыре, так и по два в паре с «Рено» в 220 л. с, производство которых было налажено на основанном в Петрограде филиале знаменитой французской фирмы. На эти двигатели делалась ставка, и представитель фирмы даже вошел в штат эскадры.
Установка ближних к фюзеляжу мощных и более тяжелых двигателей, чем их предшественники, сместила центровку «Муромцев» вперед, и от этого нагрузка на стабилизатор снизилась. Появилась возможность уменьшить его размеры. Для улучшения путевой устойчивости была увеличена площадь вертикального оперения. По оси самолета появились два дополнительных киля - верхний и нижний. Новая модификация, получившая обозначение Г-3, имела повышенную боеспособность. Были сделаны боковые бойницы, специально приспособленные для стрельбы из ручных пулеметов, люк в полу для «кинжальной» установки, хвостовая пулеметная установка отличалась большими размерами кабины стрелка. Бомбовый люк имел такую конструкцию, что можно было использовать кассеты для сбрасывания бомб в вертикальном и горизонтальном положении. На первых экземплярах «Муромцев Г-3» топливные баки располагались под центропланом. Их можно было сбрасывать в случае пожара при попадании зажигательной пули, однако в дальнейшем из-за меньшей надежности подачи топлива, например в случае отказа бензонасоса, они устанавливались над верхним крылом, чтобы топливо могло подаваться просто самотеком.
Поскольку в конце 1916 г. у И. И. Сикорского не было уверенности в успешном завершении в ближайшем времени серии ДИМ, то для выполнения контракта на 30 « Муромцев» на «Авиа-Балте» заложили серию в 13 ИМГ-3 (№ 274-286). Однако начавшийся развал экономики в 1917 г. затянул их запланированную на май - июнь достройку, как и сдачу десяти ранее заказанных ИМГ-2. Часть этих самолетов была выпущена в 1917-1918 гг. в вариантах Г-3 и Г-4. В такие же варианты на заводе и в эскадре были переделаны еще несколько машин Г-1 и Г-2. Последние 13 машин, готовые в 1917 г. на 90%, были сданы заказчику спустя два года.
Появление модификации Г-4 было вызвано требованием (не во всем бесспорным) Технического комитета УВВФ об усилении частей конструкции всех построенных «Муромцев». Установка на корабли «Илья Муромец» тяжелых с большим расходом топлива двигателей «Рено» и так уже потребовала усиления как коробки крыльев, так и шасси, что в совокупности с проводимой ранее заменой крыльев и стабилизаторов большей площади, установкой дополнительных огневых точек и других средств повышения боевой эффективности уменьшило бомбовую нагрузку модификации Г-3 до 200 кг. Боевая же ценность «усиленного» по требованию технического комитета ИМГ-4 вообще равнялась нулю.
Основной барьер, который И. И. Сикорскому так и не удалось до конца преодолеть на типе «Г», - это получение оптимальных двигателей. Ведь даже «Рено», вроде бы неплохие, не могли использоваться с максимальной отдачей. Диаметры винтов, определяемые высотой шасси «Муромцев», были для «Рено» не оптимальными, и силовые установки, естественно, недодавали мощности. Поэтому на большей части кораблей последней серии (на 13 «Муромцах»), сданных уже в 1919 г., ставились только РБВЗ-6, которые завод уже выпускал в достаточном количестве. По сумме своих показателей они были более подходящими, чем любые «иноземцы». Правда, с одним «иноземцем» все-таки было исключение. У англичан имелся прекрасный рядный шестицилиндровый двигатель «Бердмор-Даймлер» в 160 л.с, однако хозяева его не продавали. Тем не менее удалось получить в качестве образцов шесть «Бердморов». Четыре из них установили на самолет модификации Г-2, носивший по преемственности название «Киевский». В начале 1917 г. под управлением командира корабля И. С. Башко на нем была достигнута высота 5200 м при общей нагрузке 1340 кг. В отчете отмечалось, что высота 5200 м не является пределом для «Муромца», а подъем был прекращен из-за кислородного голодания экипажа. Скорость этой машины достигала 137 км/ч, полная нагрузка - 1900 кг.
Переделка «Муромцев-В» в тип «Г» принесла не только хлопоты заводу, но и укрепила Сикорского в мысли, что эта серия, ведущая свое начало от еще первых довоенных опытных кораблей, не имеет дальнейших резервов развития. Многочисленные доработки вели только к снижению весовой отдачи и, разумеется, полезной нагрузки. Предпринятая попытка создания в какой-то степени принципиально новой машины ДИМ при сохранении общих размеров также пока не увенчалась успехом. Главный конструктор «Авиа-Балта» пришел к выводу о необходимости создания нового «Муромца» со взлетным весом более 7 т. Такая машина, по его мнению, могла бы обеспечить в тех условиях улучшение летно-технических характеристик воздушных кораблей. Возможность для ее создания была. Ожидались поставки новых мощных двигателей «Рено», которые больше подходили для «Муромца». Так, летом 1916 г. появились два первых опытных образца типа «Е» (№265, 266). Внешне они представляли собой как бы увеличенные ДИМы, но с двигателями, расположенными по крылу в ряд. Эта машина воплотила в себя все лучшее, что было накоплено при эксплуатации «Муромцев» первых серий.
Бомбардировщик «Илья Муромец» тип Е (С-26)
Присланные летом на базу эскадры в Псков «Муромцы-Е» были собраны, и в августе И. И. Сикорский и А. А. Серебренников уже участвовали в сдаче первого из них (№ 265). Испытания корабль прошел успешно, приемная комиссия пришла к выводу, что новый тип « Муромца» имеет по всем показателям заметные преимущества по сравнению со всеми аппаратами всех типов «Г» с двигателями «Санбим» и РБВЗ, немного уступая только в скороподъемности ИМГ, оснащенному двумя «Рено» и двумя РБВЗ. Однако последнее не смущало Сикорского. В ближайшем будущем предполагалось заменить «Рено» на форсированный вариант в 280 л. с, к тому же с оптимальными винтами диаметром 3,5 м.