В то же время расчеты показали, что с двигателями АМ-37 взлетной мощностью по 1450 л.с. (номинальная по 1400 л.с. на высоте 6000 метров) и оснащенными воздушными винтами ВИШ-22Т можно было достигнуть скорости 520 км/ч.

На Ер-2 с моторами АМ-37 установили увеличенные колеса размером 1200х450 мм (в проекте 1250х499 мм), устройство аварийного выпуска шасси с тросовой проводкой заменили гидравлическим. Тогда же усилили бронирование кабины воздушных стрелков, заменив пулеметы ШКАС тремя крупнокалиберными БС с общим боекомплектом 830 патронов, установили автомат курса АК-1 (упрощенный автопилот), а бомбовый прицел ОПБ-2М заменили синхронным ПС-1. На борту имелась фотоустановка под аэрофотокамеру АФА-Б, четыре кислородных прибора КПА-3 и восемь 12-литровых кислородных баллонов.

Система бензопитания состояла из 14 баков общей емкостью 5455 литров. Все баки имели протекторы образца 1937 года и заполнялись нейтральным углекислым газом.

Общий вид Ер-2 с двигателями АМ-35А

Ер-2 с АМ-37 начали испытывать в Летно-исследовательском институте (ЛИИ), но завершить их в полном объеме так и не удалось. Согласно акту Летно-исследовательского института от 22 июля 1941 года, в испытаниях этого варианта Ер-2 при взлетном весе 14 450 кг можно было получить расчетную максимальную дальность в полете с крейсерской скоростью 437 км/ч (0,8 от ее максимального значения), с нормальной заправкой горючим и бомбовой нагрузкой 1000 кг. Максимальная же скорость доходила до 519 км/ч. Однако длина разбега оставляла желать лучшего. При уменьшенном до 12 340 кг нормальном полетном весе дальность снижалась до 1595 км. Это было ниже, чем у Ер-2 с моторами М-105, хотя взлетные характеристики несколько улучшились. Взлетная дистанция до высоты 25 метров доходила до 2000 метров.

19 сентября того же года Ер-2 с АМ-37, винтами ВИШ-22Т диаметром 3,4 метра по приказу начальника Главного управления ВВС передали в НИИ ВВС.

Но испытания машины начались лишь в ноябре и затянулись до марта 1942 года. Ведущими по машине были инженер Н.К. Кокорин и летчик-испытатель Валентин Васильевич Лисицын.

Испытания самолета из-за ненадежной работы двигателей шли тяжело. Чуть ли не в каждом полете отмечались недостатки силовой установки. Самолет по сравнению с машиной, оснащенной двигателями М-105, потяжелел аж на 1700 кг. Такова цена модернизации. По скорости он заметно превосходил отечественный Ил-4 и немецкий Ju-88, хотя уступал Пе-2 и 103-У с аналогичными моторами. Правда, следует учесть, что последние две машины были не дальними, а фронтовыми бомбардировщиками. Ниже был и потолок (кроме Ju-88), но все же выше, чем у его предшественника Ер-2 с М-105, хотя этот вывод сделали по результатам лишь одного полета. Самолет медленней набирал высоту и дольше разбегался, чем Ер-2 с М-105, поскольку диаметр винта был меньше, чем позволял двигатель, из-за близости мотогондол к фюзеляжу. Велика была и посадочная скорость. Да и площадь посадочных щитков типа Шренка была заметно ниже, чем у того же Пе-2. Отсюда и увеличенный пробег, к тому же эффективность тормозов желала лучшего.

Дальность полета не проверялась, но по данным замера расхода горючего моторами АМ-37 этот параметр при полной заправке горючим (3900 кг) и 1000 кг бомб составил бы 3020 км. Правда, взлетный вес при этом должен был составить 15 000 кг.

В то же время отмечались простые пилотирование и техника взлета и посадки, в том числе и с боковым ветром до 10 м/с.

Опытный экземпляр Ер-2 с моторами АМ-37

В итоге в заключении акта по результатам испытания военные отметили: «…винтомоторная группа самолета с моторами АМ-37 не доведена: имеют место — неустойчивая работа моторов на высотах свыше 5000 м, перегрев масляной и жидкостной систем и необеспеченность нормального питания моторов горючим выше 5000 м…

Взлетные свойства самолета — неудовлетворительные…

Продольная устойчивость у самолета недостаточная. Самолет имеет тугое управление.

Недоведенность винто-моторной группы не позволила полностью закончить испытания…

Для нормальной эксплуатации построенных Ер-2 с двумя АМ-37 обязательно устранение следующих основных дефектов:

а) неустойчивой работы моторов АМ-37 на высотах выше 5000 м;

б) недоведенности температурных режимов винто-моторной группы;

в) недостаточного питания моторов на высотах выше 5000 м;

г) самопроизвольного закрывания губы входного отверстия тоннеля водорадиатора;

д) отказа в работе триммеров при низких температурах наружного воздуха;

е) чрезмерного тугого хода кранов шасси, щитков и кольцевания, который закрывается только плоскогубцами…»

В целом и с этими моторами самолету не повезло, да и АМ-37 серийно не выпускался.

Находясь в эвакуации, сотрудники ОКБ-240 продолжали поиски двигателей для Ер-2. В частности, планировалась установка карбюраторных АМ-39. С ними ожидалось получить максимальную скорость 510 км/ч на высоте 7000 метров и довести дальность до 4000 км. При этом оборонительное вооружение предлагалось довести до шести пулеметов БС, обеспечивавших практически круговой обстрел. Но этот вариант так и не построили.

Помимо бомбардировщиков с моторами А.А. Микулина и с дизелями в сентябре 1943 года летчик А.Д. Алексеев испытал Ер-2 с Х-образными двигателями МБ-100, но он так и остался в разряде опытных.

Ер-2 с дизельными моторами

Альтернативой АМ-37 могли стать дизели М-30 и М-40, работавшие на тракторном керосине. Первый из них создавался под руководством А.Д. Чаромского, а второй — В.М. Яковлева. Взлетная мощность М-30 — 1500 л.с., а М-40 и М-40Ф — 1200 и 1250 л.с. соответственно.

История этих двигателей не совсем обычна. В их основу лег первый отечественный нефтяной мотор АН-1РТК, созданный в 1939 году и, как следует из названия, оснащенный турбокомпрессором. В 1940 году этот мотор, усовершенствованный В.М. Яковлевым путем установки четырех турбокомпрессоров, запустили в серийное производство на Кировском заводе в Ленинграде. Попытка улучшить летные характеристики тяжелого бомбардировщика ТБ-7 путем установки дизеля М-40 оказалась неудачной. Тогда за дело взялся А.Д. Чаромской. Он сохранил на моторе лишь два турбокомпрессора, по одному на блок цилиндров, и дополнительно поставил приводной центробежный нагнетатель, заимствованный с двигателя АМ-38. Это заметно улучшило надежность работы мотора, особенно на больших высотах.

Использование дизелей, имевших удельный расход топлива 0,16—0,17 кг/л.с. в час против 0,25—0,28 у карбюраторных М-105, позволяло либо значительно увеличить дальность, либо снизить взлетный вес. И то и другое полезно.