Общий вид Ер-2 с моторами АЧ-30Б, утвержденный в сентябре 1942 года
В то же время у машины сохранились недостатки предшественника: большая взлетная дистанция и малая скороподъемность, невозможность лететь на одном моторе без снижения при весе свыше 14 200 кг. Хотя эксплуатационные характеристики Ер-2 значительно улучшились, и связано это было прежде всего с дизельными моторами. Но главным показателем для Дальней авиации был по-прежнему большой радиус действия. Было от чего прийти в восторг, и командующий Авиацией дальнего действия (АДД) А.Е. Голованов настоял на запуске еще сырого дизельного варианта Ер-2 в серийное производство.
Первый летный экземпляр Ер-2 с дизелями АЧ-30Б
При обсуждении результатов государственных испытаний представители АДД предложили ввести в экипаж второго пилота, разместив его рядом с командиром. Это позволяло существенно снизить нагрузку на летчиков во время длительных полетов. Тогда же было высказано пожелание усилить оборонительное вооружение, заменив верхнюю пулеметную установку пушечной.
По решению Государственного Комитета Обороны от 21 сентября того же года Ер-2 с М-30Б запустили в серийное производство на заводе № 39 по образцу, прошедшему государственные испытания согласно акту НИИ ВВС от 23 июня 1943-го. При этом предписывалось устранить отмеченные в акте дефекты и замечания по макету, утвержденному 3 сентября командующим АДД.
Главный конструктор Ер-2 В.Г. Ермолаев (справа) и летчик-испытатель Герой Советского Союза А.Д. Алексеев
Доработки оперативно выполнили, и в декабре 1943 года две серийные, еще сырые машины вышли из сборочного цеха. На первой, кроме новых двигателей, вынесенных вперед на 145 мм, увеличили экипаж, введя второго пилота. В связи с этим расширили кабину пилотов, посадив их в ряд. Больше стали площади крыла — на 1,62 м2, вертикального и горизонтального оперения — на 1,39 и 0,62 м2 соответственно. Возрос размах центроплана на 290 мм, и удлинили на 102 мм грузовой отсек. На моторах первоначально стояли винты ВИШ-24, замененные впоследствии на АВ-5ЛВ-116.
Существенно улучшилось оборонительное вооружение. Носовую стрелковую установку конструкции Торопова с пулеметом калибра 12,7 мм с боезапасом 220 патронов и непрерывным питанием заменили на НУ-134 шарового типа с пятью магазинами по 65 патронов в каждом. На фюзеляже поставили сначала серийную турель ТУМ-5, а затем — модифицированную ТУМ-5М с электроприводом по горизонту и пушкой ШВАК с боезапасом 200 патронов и более совершенным прицелом ОПТ-3. В люковой установке вместо пулемета БТ с ручной перезарядкой и 240 патронами появился УБК того же калибра, но с пневматической перезарядкой и боекомплектом 275 патронов. Доработали и бомбардировочное вооружение, в частности, вместо прицела ПС-1 поставили ОПБ-1Р и ночной НКПБ-7.
Объем внутренних топливных баков, оснащенных системой заполнения нейтральным газом, возрос на 540 литров, а подвесного бака внутри бомбового отсека — на 60 литров. При этом все баки стали вмещать до 6420 литров керосина. Установка жидкостного антиобледенителя на винты и лобовые стекла пилотской кабины благоприятно сказалась на пилотировании машины в сложных метеоусловиях. В итоге всех доработок значительно возрос взлетный вес машины, что потребовало установки новых колес главных опор шасси размером 1325х485 мм и хвостового — 700х300 мм.
Государственные испытания доработанного и одновременно первого серийного самолета начались в феврале 1944 года в Иркутске. Ведущими по машине были инженер Н.М. Кокорин, летчик В.В. Лисицын и штурман Литвинчук. Со 2 по 5 апреля экипаж Лисицына совершил перелет по маршруту Иркутск — Красноярск — Новосибирск — Омск — Свердловск — Москва (аэродром Чкаловская) с промежуточными посадками в указанных пунктах. Испытания проходили довольно тяжело из-за многочисленных дефектов и шесть раз прерывались для доводки как самой машины, так и двигателей, в том числе и для их замены. В конечном счете, выполнив 66 полетов, в октябре пришлось прекратить испытания до полной доводки самолета.
На новой модификации Ер-2 так и не устранили его раскачку в горизонтальном полете с крыла на крыло. По-прежнему на скоростях меньших 240 км/ч по прибору самолет не мог сохранять горизонтальный полет с брошенным управлением и переходил в спираль с быстрым нарастанием скорости, но при максимальном полетном весе позволял выполнять виражи с креном до 50 градусов, демонстрируя устойчивость и легкость в управлении.
Серийный четырехместный Ер-2 с двигателями АЧ-30Б
В конце 1944 года была предпринята попытка улучшения летных характеристик самолета путем установки на Ер-2 № 7023901 форсированного двигателя АЧ-30БФ. Испытания, проведенные экипажем летчика А.Д. Алексеева, показали значительное улучшение его взлетных свойств, как с нормальным, так и перегрузочным весом. Однако недостаточная надежность силовой установки не позволила не только запустить этот вариант самолета в серийное производство, но провести его государственные испытания.
Самолет № 7053911, прошедший контрольные испытания в декабре 1944 года, стал эталоном для серийного производства.
В отличие от самолетов с карбюраторными двигателями, на Ер-2 выходные жалюзи системы охлаждения дизелей АЧ-30Б расположили в центроплане между фюзеляжем и мотогондолами
Несмотря на это, в августе 1944 года после доработки моторов бригадой завода № 500 Ер-2 стали сдавать заказчику. Машины перегоняли из Иркутска на подмосковный аэродром Остафьево летчики 73-й вспомогательной авиадивизии. Это было их главное предназначение, и им доводилось перегонять самолеты с сибирских заводов и ленд-лизовской техники с Аляски с промежуточными посадками через каждые 700–900 км.
Ер-2 с моторами АЧ-30Б и четырехлопастными воздушными винтами
Даже по меркам военного времени подобные перегоны сопровождались драматическими событиями. Например, на 4 апреля 1945 года из 169 самолетов, отправленных с завода, 14 нуждались в замене 20 моторов, на шести требовалась отладка моторов и замена отдельных агрегатов. Девять машин совершили вынужденную посадку на трассе с убранным шасси.
