Автомат Рукавишникова был снят с испытаний по причине многочисленных конструктивных недоработок, а автомат Коробова выбыл после настрела всего 5000 выстрелов в связи с низкой живучестью ствольной коробки и затвора, а также большим количеством задержек при стрельбе. Ни один из представленных на испытания автоматов не удовлетворял требования по кучности стрельбы и живучести. Комиссия была вынуждена предложить оставшимся участникам конкурса внести изменения в свои проекты и представить переделанные образцы к концу мая.

По меткости и кучности стрельбы новые автоматы, рассчитанные под 7,62-мм патрон образца 1943 г. превосходили пистолеты-пулеметы ППШ при стрельбе на дальности более 200 м. При стрельбе на малые расстояния (не более 200 м) пистолеты-пулеметы имели результаты в 1,5–2 раза превышающие аналогичные показатели автоматов. Это объяснялось тем, что с ростом начальной скорости и массы пули, а также с уменьшением массы самого оружия, увеличился импульс силы давления пороховых газов в канале ствола, влияя, таким образом, на результаты стрельбы.

Конструкторы были вынуждены срочно заняться модернизацией своего оружия. Труднее всего пришлось М.Т. Калашникову, так как к его образцу было больше всего претензий. Требовалось не только улучшить ряд деталей, которые во время работы в неблагоприятных условиях, проявили недостаточную надежность и живучесть, но и снизить массу автомата, хотя это могло отразиться на ухудшении кучности стрельбы, которая и так была далеко не на высоте. Многие недостатки АК-46 № 1 были вызваны объективными причинами, в первую очередь – его общей компоновкой. Впрочем, ковровские конструкторы уже имели представление о недостатках автомата и были готовы предложить ряд идей по модернизации оружия. Как вспоминал впоследствии А.А. Зайцев: «К концу 1946 г. все трудности были уже позади, образцы отправлены на полигон, куда и уехал для испытаний Михаил Тимофеевич. И хотя мне была поручена другая работа, из головы не уходила мысль о совершенствовании АК-1. Стал намечать некоторые доработки». Уже весной 1947 г. новые образцы автомата Калашникова, получившие названия: АК-46 № 2 – с постоянным деревянным прикладом и АК-46 № 3 – со складывающимся металлическим прикладом, прошли стрельбы на Ковровском заводе.

В мае-июне 1947 г. полигонные испытания продолжились. Помимо АК-46 № 2 М.Т. Калашникова, в стрельбах приняли участие доработанные автоматы А.А. Дементьева КБ-П-410 и А.А. Булкина ТКБ-415, изготовленные в вариантах с деревянным и металлическим складным прикладами.

Конструкция модернизированного автомата Дементьева практически повторяла его предыдущий вариант, однако в узлы, вызвавшие нарекания, были внесены некоторые изменения: коробка ударно-спускового механизма была выполнена в едином агрегатном (отделяемом) быстросъемном узле, очень удобном как при заводской сборке, так и для эксплуатации оружия в войсках; новой стала конструкция ударно-спускового механизма с боевой пружиной сжатия; затвор размещался теперь в сквозном цилиндрическом отверстии затворной рамы, а не в направляющих рамы; улучшена конструкция однокамерного дульного тормоза-компенсатора.

Автомат Булкина подвергся несколько большим переделкам: его существенно укоротили; агрегатный ударно-спусковой механизм был теперь выполнен в отделяемом от ствольной коробке корпусе; установлен новый жесткий отражатель, заменивший пружинный; более прочной стала штампо-клепаная ствольная коробка, внедренная вместо штампо-сварной; для большего удобства управления огнем предохранитель флажкового типа был перенесен на левую сторону пистолетной рукоятки (под большой палец правой руки). Удачным оказался и однокамерный дульный тормоз-компенсатор с наклонной передней стенкой, значительно повысивший устойчивость оружия во время стрельбы, что сразу же сказалось на улучшении кучности боя автомата.

В.Г. Федоров и В.А. Дегтярев. 1947 г.

В автомате Калашникова АК-46 № 2 все удачные достижения АК-46 № 1 (система автоматики и конструкция многих узлов и деталей) остались в неизменном виде. В первую очередь переделка была направлена на повышение надежности работы его узлов и механизмов. Этого попытались достигнуть за счет отказа от прежней составной фрезерованной ствольной коробки, открытой сверху для грязи и песка. Ее заменили закрытой штампо-сварной коробкой, которая во многом повторяла аналогичную конструкцию в немецком автомате МР.43. В нижней части ствольной коробки имелась приваренная горловина магазина, которая повысила жесткость крепления магазина в ствольной коробке. Коробка ударно-спускового механизма с пистолетной рукояткой и присоединенным к ней деревянным прикладом крепилась к ствольной коробке шпильками. В конструкции заднего упора направляющего стержня возвратной пружины, входившего в паз ствольной коробки, прослеживается влияние подобного узла в пистолете-пулемете Судаева ППС-43. Оригинальной особенностью нового автомата М.Т. Калашникова стала и его ствольная коробка. Она перестала быть несущей деталью, и теперь лишь обеспечивала направление движения подвижной системы автоматики. Теперь стебель затвора вместе с затвором короткими направляющими выступами были посажены на внутренние направляющие плоскости отбортовок коробки и перемещались по четырем плоскостям, образованным зигами (выштамповками) в ствольной коробке. Рукоятка перезаряжания, смонтированная на ствольной коробке и связанная с затворной рамой только гребнем зацепа, оставалась неподвижной при стрельбе. Прорезь в пенке ствольной коробки для рукоятки перезаряжания закрывалась пылезащитной планкой.

Внесение коренных изменений в технологию производства основной детали оружия – ствольную коробку, с переводом ее с фрезеровки на штампо-сварную конструкцию предполагало уменьшение трудоемкости изготовления. Кроме того, этим достигалось и некоторое снижение массы оружия. Также был укорочен ствол на 50 мм, и теперь его длина составляла 400 мм.

В соответствии с требованиями новый автомат Калашникова был изготовлен в двух вариантах – собственно пехотный автомат АК-46 № 2 с деревянным прикладом и автомат АК-46 № 3 для ВДВ и других специальных родов войск с металлическим, складывающимся под ствольную коробку, прикладом, конструктивно аналогичным складному прикладу немецких пистолетов-пулеметов МР.38/МР.40. Подобный приклад, состоявший из двух штампо-сварных тяг, плечевого упора и механизма фиксации, обеспечивал удобство обращения с оружием – в походном положении, при передвижении на лыжах, прыжках с парашютом, а также его использования для стрельбы из танков, бронетранспортеров и т. д. Стрельбу из автомата АК-46 № 3 предполагалось вести с откинутым прикладом, однако в случае невозможности можно было стрелять из оружия и при сложенном прикладе. В этом образце была несколько изменена конструкция задней части ствольной коробки.

Но и в АК-46 № 2 и № 3 оказалось далеко не все удачным. Наряду с техническим несовершенством свойственным любой опытной конструкции, автоматы АК-2, по словам Зайцева, «…с эксплуатационной точки зрения… были несколько отличны от современных автоматов, т. к. для неполной разборки откидывался только спусковой механизм с рукояткой, что влекло за собой большие неудобства при чистке и смазке автомата», поскольку, как и в ППС, во время разборки автомата Калашникова АК-46 № 2, внутри ствольной коробки оставались затворный узел и возвратный механизм. На это свойство нового оружия обратили внимание не только заводские испытатели, но и комиссия НИНСВО. Масса автоматов АК-46 № 2/АК-46 № 3 (с пустым магазином) – 4,3/4,1 кг, общая длина – 950/900 мм (со сложенным прикладом – 660 мм), темп стрельбы – 855 выстр/мин.