Первый полет ДБ-240 состоялся 14 мая 1940 года. Самолет продемонстрировал неплохие летные данные, но до заветных 500 км/ч весьма не дотягивал: «пустой» бомбардировщик при взлетной массе 7076 кг развивал максимальную скорость полета 473 км/ч. Стрелковое вооружение состояло из носовой и люковой установок с 7,62-мм пулеметами ШКАС и верхней турели с 12,7-мм пулеметом Березина. Бомбардировочное вооружение включало две наружные балки с возможностью подвески бомб калибра от 100 до 1000 кг. Внутри бомбоотсека была смонтирована пара кассетных бомбодержателей, предназначенных для подвески четырех бомб ФАБ-250 или ФАБ-500, а также четыре бомбодержателя для подвески 12 бомб ФАБ-50 или ФАБ-100. Максимальная бомбовая нагрузка – 4000 кг (две ФАБ-1000 снаружи и четыре ФАБ-500 на внутренней подвеске). Экипаж – 4 человека.

На основании бодрых докладов Ермолаева и начальника ГУ ГВФ В.С. Молокова, опираясь на, мягко говоря, слегка подтасованные отчеты, не дожидаясь государственных испытаний (даже окончания заводских испытаний ждать не стали), правительством было принято решение о развертывании серийного производства ДБ-240 на Воронежском авиазаводе № 18. Постановление Комитета обороны от 29 мая 1940 года предписывало выпустить в том же году 70 бомбардировщиков, а в 1941 году построить 800 самолетов.

После рекордно-зачетных полетов на максимальную дальность ДБ-240 в конце сентября 1940 года поступил на испытания в НИИ ВВС, в ходе которых военные поняли, что им подсовывают не совсем то, что было заказано (в чем нет ничего удивительного, если вспомнить, что в проект закладывались более мощные моторы). По скорости полета самолет оказался не лучше ДБ-3ф. Потолок «Ера» составил 7700 м, а ильюшинская машина легко забиралась гораздо выше. Время набора высоты 5000 м превышало 30 минут, у Ил-4 – 17,5 минуты. Лишь дальность полета да емкость бомбового отсека выделяли ермолаевский бомбардировщик в лучшую сторону, однако с полной бомбовой и топливной загрузкой он едва мог оторваться от земли. Причем для взлета 13-тонной машины требовалось наличие бетонной полосы длиной не менее 1200 м. В докладе главного инженера ВВС генерал-лейтенанта Репина отмечался длинный перечень технических недостатков самолета, главными из которых были названы: недостаточная продольная и поперечная устойчивость, слишком тяжелое управление, ненадежная работа тормозов и бомбосбрасывателей, несоответствие размера колес основных стоек шасси полетной массе самолета, отсутствие протектора на бензобаках, перегрев масла и воды, трещины выхлопных коллекторов. Ввиду отсутствия крупнокалиберных пулеметов БТ в верхней установке пришлось установить еще один ШКАС. Между тем завод № 18, преодолевая трудности и «узкие места», осваивал выпуск серии, выкатывая из цехов непригодные к эксплуатации машины.

В ноябре 1940 года В.Г. Ермолаев получил приказ переоборудовать свой бомбардировщик под моторы жидкостного охлаждения АМ-35А, АМ-37 и авиационные дизели М-40Ф. Срочно. Вслед за этим последовало решение правительства о прекращении производства Ер-2 с двигателями М-105. Уже готовые и еще находящиеся «на стапеле» машины предписывалось, после устранения дефектов, усугубленных «исключительно небрежной и поспешной сборкой самолетов», передать в войска с ограничением взлетного веса 12 000 кг. Однако проходили месяцы, а выпихнуть «еры» с территории завода в войска никак не удавалось. Первые экземпляры ВВС приняли только в июне 1941 года, семидесятый – в сентябре. К началу войны ни один из бомбардировщиков «нового типа» так и не поступил на вооружение строевых частей. В конце концов были сформированы два полка ДБА, укомплектованные на начало августа 60 машинами. Об их оценке членами экипажей можно судить по докладу комиссара 420-го полка старшего политрука Докаленко: «Летный состав высказывает определенное настроение в отношении надежности материальной части. Летчики и штурманы говорят, что хорошо бы их перевести в другой род авиации». Летный состав можно понять: по состоянию на 13 августа 1941 года два новеньких самолета разбились, еще шесть сгорели в воздухе вследствие самовозгорания двигателей, два экипажа погибли в полном составе, десять человек получили ожоги. К этому времени интерес к сверхдальнему бомбардировщику у советского руководства пропал окончательно. КБ Ермолаева, кочуя в эвакуации с завода на завод, так и не сумело довести свою машину до состояния, пригодного к массовой серии.

С двигателем АМ-37 было выпущено пять самолетов, с АМ-35 – всего один. Начиная с 1944 года переехавший в Иркутск завод № 39 малыми партиями выпускал пятиместные «еры» с дизелями АЧ-30Б. За всю войну боевые части дальней авиации получили около двухсот «негодных самолетов» Ер-2.

Доводка и внедрение в серию дальнего тяжелого четырехмоторного бомбардировщика ТБ-7 , призванного заменить в авиачастях ТБ-3, после ареста Туполева и Петлякова были поручены И.Н. Незвалю. Всем советским ВВС было ясно, что самолет чертовски хорош, и намечалось в 1940 году иметь на вооружении 250 таких машин. Почти одновременно было принято решение вместо АМ-34ФРН установить на самолет новые моторы А.А. Микулина АМ-35 с взлетной мощностью 1350 л.с. Повышение характеристик мотора было достигнуто за счет применения центробежного нагнетателя с поворотными лопатками и четырех карбюраторов вместо одного.

С 1939 года ТБ-7 начали строить серийно на заводе № 124. Буквально сразу после сборки первого «корпуса» выяснилось, что производство «изюминки» проекта – агрегата центрального наддува АЦН-2 – нигде не налажено. Это обстоятельство поставило жирный крест на идее высотного стратегического бомбардировщика.

С АЦН было выпущено всего четыре самолета и двенадцать – без оного. Дальность полета 32-тонной машины достигала 4700 км, максимальная бомбовая нагрузка составляла 4000 кг, скорость на высоте 6400 – 443 км/ч. Самолет имел исключительно мощное вооружение: две башни с пушкой ШВАК, две стрелковые точки с пулеметом Березина в хвостовой части мотогондол, турель с двумя пулеметами ШКАС для стрельбы вперед. Также имелись проектированные бензобаки, бронеплиты и бронеспинки, защищающие летчиков и стрелков. Максимальная высота полета ТБ-7 (без АЦН-2) составила 9300 метров, в то время как Bf-109Е поднимался на 10 500 метров и летал гораздо быстрее.

В связи с этим закономерно возник вопрос, а нужен ли стране дорогущий бомбовоз, который не способен самостоятельно преодолеть зону ПВО, а дальнего истребителя в наличии таки нет. Было и такое мнение:

«Некоторые видные руководители страны считали ошибкой создание скоростных тяжелых бомбардировщиков, которые смогут наносить удары по военным заводам противника в глубоком тылу. По их мнению, это могло поссорить СССР с международным пролетариатом, который в случае войны обязательно должен встать на защиту первого в мире государства рабочих и крестьян».

В мае 1940 года мудрое советское правительство постановило продолжить производство ТБ-7 с новейшими 12-цилиндровыми авиационными дизелями М-30 и М-40. Оба мотора вели свою родословную от АН-1, сконструированного А.Д. Чаромским, имели одинаковые габариты, по четыре двухступенчатых турбокомпрессора, не имели приводных нагнетателей, обладали схожими техническими характеристиками и вообще были очень похожи. Только М-30 делал в «шарашке» при заводе № 82 зэк А.Д. Чаромский, а М-40 – на воле, на Кировском заводе, В.М. Яковлев. Недостатки у этих моторов также были одинаковые: они потребляли масло ведрами, сильно вибрировали, на высоте более 4000 м внезапно «самовыключались» и не желали включаться вновь, из турбокомпрессоров порой высыпались подшипники и другие «лишние детали». Примерно каждый третий дизель выходил из строя, не отслужив и 10 часов. Эти проблемы всплыли в войсках уже в процессе эксплуатации, пришлось менять дизели обратно на карбюраторные АМ-35А.