Сточасовые внутризаводские испытания АМ-42 успешно закончились лишь 23 декабря 1943 г. В этой связи первый опытный штурмовик Ил-8 с мотором АМ-42 был передан на государственные испытания только в феврале 1944 г.
Необходимо отметить, что АМ-42 государственные испытания прошел лишь в апреле-мае 1944 г., по результатам которых и был рекомендован к запуску в серийное производство.
В отчете о государственных испытаниях указывалось, что мотор АМ-42 имеет степень сжатия 5,5, редуктор с параллельными осями при передаточном числе i=0,6. Нагнетатель приводной, центробежный, невыключающийся с передаточным числом 11,5.
На взлетном режиме мотор развивал мощность в 2000 л. с, при числе оборотов 2500 об/мин, давлении за нагнетателем 1720 мм. рт. ст. и давлении смеси на всасывании 1565 мм. рт. ст. При этом средний удельный расход топлива составлял 330–345 г/л. с. час.
Время непрерывной работы мотора на взлетном режиме ограничивалось 5 минутами, а общая наработка мотора на этом режиме — не более 5% от общего срока службы мотора.
На номинальном режиме на расчетной высоте (1600 м) мотор развивал мощность 1770 л. с., а на земле — 1750 л. с. При этом давление воздуха за нагнетателем равнялось 1450 мм. рт. ст., а давление смеси на всасывании — 1335 мм. рт. ст. Удельный расход топлива на этом режиме не превышал 305–315 гр/л. с. час.
Испытания показали, что максимально допустимое число оборотов мотора на режиме пикирования составляло 2550 об/мин (не более 30 с), а минимальное число оборотов, при котором мотор все еще работал устойчиво равнялось 500 об/мин.
Приемистость мотора была не хуже 2–3 с. Вес пустого мотора 1030 кг при габаритах 2295х1185х875мм. Срок до первой переборки был определен в 100 часов.
С целью уменьшения барботажа масла в картере, улучшения откачки масла из картера, устранения выброса масла через суфлер и уменьшения теплоотдачи в АМ-42 был введен поддон с клапанами и козырьками.
Поддон вместе с поперечными стенками образовывали шесть изолированных друг от друга кривошипно-шатунных камер. Это устраняло возможность появления продольных воздушных вихрей.
Повышение давления в отдельных кривошипно-шатунных камерах при нижнем положении поршней вызывало открытие клапанов поддона и удаление из-под козырька собранного масла в нижнюю полость поддона, общую для всего мотора.
Затем масло собиралось в переднем и заднем отстойниках, из которых оно откачивалось отдельными секциями масляного насоса.
Для улучшения очистки масла в нагнетающей масляной магистрали устанавливались два фильтра НФМ-25.
Редуктор мотора выполнялся жестким без амортизирующих промежуточных элементов в соединении большой шестерни редуктора с валом. Это увеличило собственную частоту колебаний системы коленвал-редуктор и устранило возможность резонанса на рабочих режимах двигателя.
Сам коленвал мотора выполнялся более жестким и прочным. На продолжении 1, 3, 6, 7, 10 и 12-й щек устанавливались противовесы, которые частично разгрузили коленчатый вал от действия инерциальных сил, уменьшили нагрузку на коренные опоры и позволили повысить обороты мотора без увеличения размеров опор.
Механизм газораспределения с непосредственным действием кулачков на тарелки клапанов был заменен механизмом с одним кулачковым валиком на блок и передачей движения на клапаны через рычажный механизм. Это уменьшило износ направляющих и повысило надежность клапанов.
Каждый кулачок кулачкового валика воздействовал на один выпускной и один всасывающий клапан. Сам же кулачковый валик получал вращение от коленчатого вала через две конические передачи и наклонный валик.
К сожалению, ряд недостатков мотора АМ-42, выявленных на испытаниях, так и не были изжиты до момента запуска последнего в июне 1944 г. в серийное производство на заводе № 24.
Тем не менее, тяжелый штурмовик Ил-8 с АМ-42 (первый опытный экземпляр), несмотря на дефекты мотора (дымление, тряска, засорение воздушных клапанов карбюраторов, быстрый износ поршневых колец и т. д.) успешно отлетал с 29 февраля по 30 марта 44-го Государственные испытания.
Ведущий летчик-испытатель — А. К. Долгов, ведущий инженер — П. Т. Аброщенко. Самолет был рекомендован к запуску в серийное производство в вариантах тяжелого штурмовика-бомбардировщика и разведчика-корректировщика.
По своим пилотажным свойствам штурмовик оказался в целом простым и достаточно легким в управлении. Основные летно-технические данные Ил-8 заметно превосходили Ил-2, хотя уже и не отвечали в полном объеме современным требованиям.
При нормальном взлетном весе 7260 кг (против 6160 кг у Ил-2 АМ-38ф) новый штурмовик имел максимальную скорость 472 км/ч на высоте 2500 м (у Ил-2–416 км/ч на высоте 1400 м). Дальность же полета Ил-8 почти в два раза превысила таковую у Ил-2 и составила 1180 км.
Однако его маневренность в вертикальной и горизонтальной плоскостях была хуже, чем у Ил-2, и была явно недостаточной для условий боевых действий заключительного периода войны.
В серию Ил-8 не пошел. Было решено путем улучшения аэродинамики повысить его основные летные данные.
В соответствии с этим решением на втором опытном самолете Ил-8 АМ-42 была полностью перекомпонована система охлаждения и смазки мотора, установлены новые крыло, оперение и шасси, доработаны элероны, рули высоты и направления, внесены изменения в оборудование самолета, трехлопастный воздушный винт был заменен на четырехлопастный.
Общий вес брони на самолете увеличился до 1120 кг. Распределение толщины брони было сделано с учетом опыта боевого применения штурмовика Ил-2.
Мотор и агрегаты прикрывались снизу и с боков броней толщиной 4, 6 и 8 мм. Наиболее поражаемые участки бронекорпуса штурмовика (снизу с боку) имели толщину брони 8 мм.
Верхняя часть бронекорпуса, имевшая поверхность двойной кривизны, выполнялась из дюралюминовых листов толщиной от 1,5 до 4,0 мм.
Дело в том, что верхняя передняя часть бронекорпуса Ил-2, как показал опыт его боевого применения, практически не поражалась в воздушных боях.
Кабина пилота с боков и снизу бронировалась листами толщиной 4, 5 и 6 мм. Козырек фонаря пилота выполнялся из 64-мм прозрачной брони с металлической окантовкой.
Боковые крышки фонаря выполнялись из металлической брони (толщиной 6 мм) и плексигласа. Сбоку фонаря имелись сдвижные форточки. Сверху над головой пилота устанавливалась бронеплита толщиной 8 мм.
В сравнении с первой опытной машиной, со стороны задней полусферы пилот и штурман-стрелок прикрывались, защищались более эффективными бронестенками, образованными двумя рядом стоящими бронеплитами толщиной по 8 мм каждая, с промежутком между ними.
Такая схема бронирования эффективно защищала стрелка и пилота от поражения 20-мм снарядов авиапушек. Снизу и с боков стрелок прикрывался броней 4 и 6 мм.
Отметим, что в дальнейшем при запуске Ил-8-го в серийное производство защиту стрелка со стороны задней полусферы предполагалось усилить путем установки двух бронеплит толщиной 4 мм (внутренняя бронеплита) и 12 мм (внешняя бронеплита), отстоящих друг от друга на небольшом расстоянии.
Полигонные испытания показали, что бронестойкость системы бронелистов при неизменном расстоянии между ними значительно повышается, если увеличивать разнос толщин листов.
В этом случае разворот оси снаряда при прохождении последнего через внешнюю бронеплиту (толщина 12 мм), играющей роль своеобразного экрана, существенно увеличивался, а это приводило к резкому снижению бронепробиваемых свойств снаряда.
Воздух для охлаждения радиаторов модифицированного штурмовика Ил-8 АМ-42, поступал теперь по двум тоннелям: справа и слева от мотора.
Вход в тоннель образовывался вырезом в носке центроплана и углублением в боковой части капота мотора.
По правому тоннелю подводился воздух только к трубчато-пластинчатому водорадиатору (фронтовая поверхность Sф=33,5 кв. дм), а по левому, имевшему два рукава, — к водо — и маслорадиаторам (фронтовая поверхность маслорадиатора Sф=12 кв. дм).
Температура воды и масла регулировалась открытием бронезаслонок на выходе тоннеля. Бронезаслонки (толщина брони 5 и 6 мм) управлялись из кабины пилота. Сниз утоннели прикрывались 6-мм броней, а с боков — 4-мм броневым корпусом. Со стороны заднего лонжерона тоннели прикрывались 6-мм броней.
Такое компоновочное решение позволило сделать более плавными обводы бронекорпуса, чем у первого опытного Ил-8, а более выгодная в аэродинамическом отношении схема продува радиаторов уменьшило их размеры и сопротивление.
На самолете установили более совершенные пушки конструкции А. Нудельмана и А. Суранова НС-23 калибра 23 мм с боезапасом 300 снарядов, прошедших к 4 мая 1944 г. весь комплекс наземных, а к 7 мая 44-го — и летных государственных испытаний на истребителе Як-9.
Пушки НС-23 были разработаны в ОКБ-16 под новый 23-мм патрон с уменьшенным зарядом и имели, по сравнению с ВЯ-23, почти вдвое меньший вес (37,5–38,2 кг) и в 1,6 раз меньшую отдачу при стрельбе.
