К 1960 году на аэродроме завода в Воронеже скопилось 26 самолетов Ан-10 и Ан-10А ГВФ. Для их доработки в течение шести месяцев требовалось 1490 человек, что составляло 21 процент всей мощности завода! Дорабатывались не только гражданские, но и военные машины. Например, в ВВС лишь в феврале 1961 года приступили к нормальной эксплуатации Ан-10 и Ан-10А.

В январе 1960 года O.K. Антонов предложил разработать модификацию Ан-10Д. По этому поводу он писал: «Опыт эксплуатации турбовинтового пассажирского самолета Aн-10 на воздушных линиях Аэрофлота (на 1 января 1960 г. в Аэрофлоте эксплуатировалось 26 машин из 58 выпущенных заводом № 64. — Прим. авт.) выявил наличие значительных резервов:

1. Увеличение дальности. Использование свободных отсеков крыла для размещения баков с горючим повышает дальность серийного Ан-10 до 3 650 км. Эта работа в ОКБ уже проведена, и самолет будет выпущен заводом № 64 в первом квартале 1960 г. Использование отъемных частей крыла в качестве кессон-баков дополнительно увеличивает дальность до 4400 км.

2. Повышение числа пассажирских мест. Сейчас серийный Ан-10 имеет 100 пассажирских мест I класса. При полетах продолжительностью 2–3 часа целесообразно размещать кресла по «туристскому» варианту. При этом может быть размещено до 124 пассажиров.

3. Повышение скорости. Налаживание серийного производства на заводе № 64 привело к улучшению внешней поверхности самолета, которая стала более гладкой. Вместе с некоторыми мероприятиями, проводимыми ОКБ, эти улучшения в сумме повысили максимальную скорость серийного Ан-10 с 675 до 705–710 км/ч, причем соответствующим образом выросла и крейсерская скорость. Дополнительное увеличение скорости и экономичности самолета может быть получено за счет применения лопастей винтов из стекловолокнистого пластика.

4. Повышение комфорта, снижение шума достигаются за счет увеличения размаха центроплана примерно на метр. Большие размеры центрального салона позволяют устраивать в полете киносеансы. Такой опыт многократно проделан нами на линейном самолете Ан-10 № 11171 и получил единодушное одобрение пассажиров и экипажей.

В целом осуществление перечисленных предложений повысит коммерческую отдачу самолета Ан-10 примерно на 30 процентов».

Но проект Ан-10Д так и остался на бумаге.

26 февраля 1960 года потеряли второй Ан-10. При заходе на посадку в районе аэропорта Львова потерпел катастрофу самолет с опознавательным знаком СССР — 11180. Как выяснилось позже, причиной трагедии стало обледенение стабилизатора и, как следствие, резкое снижение эффективности руля высоты. Полеты на Ан-10 и Ан-10А прекратили до их оборудования надежными противообледенительными системами (ПОС) на заводе в Воронеже.

Воздушно-тепловая ПОС, использующая теплый воздух от компрессоров двигателей, служила для обогрева носков крыла, воздухозаборников двигателей и остекления фонарей кабин экипажа. Для борьбы с обледенением киля, стабилизатора, лопастей, коков воздушных винтов, приемников воздушного давления (ПВД) и лобовых стекол кабины экипажа использовали электротермические устройства.

Одновременно с этим в Воронеже в пассажирские варианты дорабатывались и грузовые Ан-10.

В 1961 году на серийном Ан-10А заменили подфюзеляжный киль и шайбы горизонтального оперения двумя подфюзеляжными килями. Их разместили в корме, в зоне, где зародившиеся воздушные вихри отрывались и тем самым не только оказывали влияние на аэродинамические характеристики, но и вызывали неприятную вибрацию самолета. Эффект от этой, в общем-то незначительной, модернизации не заставил себя ждать.

Летные испытания, проведенные в НИИ ВВС с 5 по 30 сентября 1961 года, показали, что тряска самолета стала проявляться на большей скорости полета, соответствующей числу М = 0,702. Улучшились характеристики продольной устойчивости по перегрузке при заходе на посадку. В то же время сохранился недостаток, присущий предыдущим машинам, отклонение руля направления на угол 16–18 градусов сопровождалось тряской оперения. Самолет облетали летчики-испытатели НИИ ВВС А.Г. Терентьев, А.К. Стариков, А.Я. Брыксин и ГосНИИ ГВФ Возняков. В НИИ ВВС летчик Э.В. Голенкин проводил испытания Ан-10 на срыв, доводя машину до критических углов атаки.

Высокоплан Ан-10 с фюзеляжем очень большого диаметра по тем временам заметно отличался от всех существовавших пассажирских машин. Данная схема, как показали исследования, проведенные в гидроканале филиала ЦАГИ, обеспечивала посадку самолета на водную поверхность с устойчивым глиссированием даже при сильном волнении. При этом лопасти воздушных винтов не касались воды. Но за время эксплуатации Ан-10 и даже Ан-8 и Ан-12 данное свойство машин проверить так и не довелось. К сожалению, эти качества не способствовали повышению его надежности.

Летные испытания «Украины» сопровождались частыми авариями. Первая серьезная авария произошла 22 июля 1957 года, вскоре после демонстрации самолета в аэропорту Внуково. При посадке на аэродроме ЛИИ сложилась правая стойка шасси, не вставшая на замок.

21 февраля следующего года на заводском аэродроме Святошино (Киев) летчики Давыдов и Калинин, совершая аварийную посадку с работающим на полную мощность третьим двигателем, ошиблись в расчете и разбили машину. Были разрушены левые консоль крыла и мотогондола, получили повреждения фюзеляж и левая стойка шасси. На этот раз Ан-10 требовал более продолжительного ремонта.

Два месяца спустя, 29 апреля, опять авария, но экипаж с честью вышел из тяжелейшего положения, едва не кончившегося катастрофой. Из-за производственного дефекта разрушился левый закрылок, и лишь быстрая реакция командира позволила благополучно завершить полет.

В начале 1961 года предприняли первую, но неудачную попытку установить мировой рекорд скорости полета на Ан-10. Полет выполнялся по маршруту Москва — Мелитополь — Москва. На заключительном этапе стало ясно, что топлива на борту явно недостаточно, и, чтобы дотянуть до аэродрома, экипаж стал последовательно отключать двигатели. Тем не менее мировой рекорд скорости на Ан-10, хотя и не сразу, но все же установили. 22 апреля этого же года летчик А. Митронин пролетел замкнутый маршрут со средней скоростью 730,6 км/ч.

В книге В. Моисеева «Крылатое имя», выпущенной издательством «Днепр» в 1974 году, как заслуга коллектива ОКБ отмечается, что на создание Ан-10 затратили 15 месяцев, а в США на аналогичный самолет «Электра» — 28 месяцев. Рекордное достижение, не правда ли? Там же приводятся слова O.K. Антонова: «Важно не увлекаться тем, чтобы как можно скорее — в ущерб качеству — построить новое изделие, испытать его и рапортовать: «Вот как мы быстро и дешево сделали». Это слова, а как было на самом деле?

В ходе эксплуатации самолетов до 1961 года выявили и устранили 670 дефектов. Две машины Ан-10А изготовили в экспортном исполнении для поставки в 1960 году в Индию, но от них иностранцы отказались, и после переоборудования салона под советский стандарт выпустили на линии Аэрофлота.

В марте 1963 года на Ан-10 (СССР — 11145) произвольно и неоднократно автоматически флюгировался винт второго двигателя. Поиски дефекта ничего не дали, и пришлось менять силовую установку.