К 30 сентября 1940 г. на самолете были выполнены все работы. 1 октября 1940 г. он был выведен на аэродром. Заводские испытания проводились: с 2 по 12 октября — наземные, а 13 октября состоялся первый вылет № 4225. Заводские испытания закончены за три месяца, считая от 1 октября 1940 г., и утверждены НКАП. Последний вылет 28 декабря 1940 г. (всего было выполнено 11 полетов общей продолжительностью 23 ч 57 мин)…
С 1 декабря 1940 г. НКАПом предписано выпускать самолеты «42» в 1941 г. только с дизелями М-40. ОКБ приступило к изготовлению серийных чертежей под эти моторы, устраняя дефекты, выявленные при заводских испытаниях самолета зав. № 4225».
И снова чрезвычайная, ничем не оправданная поспешность в принятии решения. А между тем серийного, доведенного, надежного дизеля по-прежнему не существовало.
«Мотор М-40Ф № 3, поставленный на 10-часовые испытания по программе государственных испытаний, вышел из строя после 29 часов работы на номинальном режиме, — докладывал в начале февраля 1941 г. руководству военпред ХТЗ военинженер 2 ранга И. А. Ботнев. — При разборке обнаружено: задир и прогар поршня второго цилиндра, разрушение перемычки поршня между первым и вторым уплотнительным кольцом первого цилиндра того же блока, поломка уплотнительных колец первого, второго, третьего поршней левого блока, прогар штока выхлопного клапана и клапанного седла второго цилиндра левого блока.
Помимо этого, на роторе турбокомпрессора второй ступени правого блока отлетело шесть лопаток, а на роторе первой ступени того же блока — одна лопатка, что сказалось на уменьшении мощности правого блока…
Предположительная причина аварии: перегрузка левого блока из-за понижения мощности правого блока вследствие поломки лопаток турбокомпрессоров».
Заметим, что дела на Кировском заводе тоже шли неважно. Позднее в техническом отчете Главного управления ВВС подчеркивалось: «50-часовых совместных испытаний (НКО — НКАП) на станке и специальных летных испытаний в воздухе моторы М-40Ф не проходили. На комиссионные испытания ставились три мотора М-40Ф на Кировском заводе и три мотора М-40Ф на ХТЗ… На Кировском заводе по причине выбивания уплотнительной прокладки и разрушения межкольцевых перемычек поршней моторы испытаний не выдержали. На ХТЗ комиссионные испытания выдержал третий мотор, а два других вышли из строя из-за разрушения межкольцевых перемычек поршней».
Уточним: дефекты цилиндро-поршневой группы удалось в основном устранить в только апреле 1941 г., что следовало из ежемесячных докладов военпреда ХТЗ Ботнева:
«Завод приступил к производству деталей для серийного выпуска моторов… 15 марта 1941 г. поставлен на длительные заводские испытания мотор М-40Ф зав. № 1 с усиленными поршневыми перемычками (в соответствии с эскизом главного конструктора Кировского завода тов. Яковлева). После 13 ч работы в масле обнаружена бронзовая стружка. При разборке обнаружено: трещина по тавру прицепного шатуна и выкрашивание бронзы во втулке нижней части шатуна. Причина — усталость металла.
После замены шатуна мотор успешно проработал 100 часов. По мощности, оборотам, давлению наддува, расходам масла и горючего мотор показал полное соответствие ТУ. После осмотра поршневая группа — в норме».
А вот другой важный агрегат двигателя по-прежнему оставался не доведенным: «О работе турбокомпрессоров. За время испытания пришлось заменить турбокомпрессоры левой и правой групп (всего 4 турбокомпрессора) из-за поломок лопаток ротора ТК, прогара кожухов и поломки щитков ТК. Двумя длительными испытаниями установлена неудовлетворительная работа этого агрегата».
В январе — феврале 1941 г. были проведены государственные испытания самолета ТБ-7 с несерийными (и нефорсированными) дизелями М-40. Из документальной истории самолета ТБ-7 известно, что ресурс двигателей М-40 письмом начальника ЦИАМ от 8 января 1941 г. был ограничен 50 ч. Масса пустого бомбардировщика ТБ-7 4М-40 составляла 19 760 кг, а максимальная взлетная ограничивалась прочностью колес (26 000 кг). Иными словами, с учетом массы экипажа (11 человек), воды и масла в системах охлаждения и смазки на топливо оставалось всего 3–3,5 т при втрое большей емкости баков. Самолет фактически летал «налегке», длительные полеты не производились, а максимальную дальность определили экстраполяцией. И даже в таких благоприятных условиях по максимальной скорости у земли (345 км/ч) и на границе высотности 5680 м (393 км/ч) дизельный бомбардировщик заметно уступал варианту ТБ-7 с четырьмя бензиновыми моторами АМ-35А. Ничего удивительного: ведь микулинские двигатели были на 35 % мощнее яковлевских дизелей. Зато по дальности ТБ-7 4М-40 теоретически превосходил оппонента более чем в полтора раза (при полной заправке топливом).
Начальник Главного управления ВВС КА генерал-лейтенант П. В. Рычагов, ознакомившись с результатами испытаний ТБ-7 4М-40, остался крайне недоволен. Особенно его изумила эквилибристика, сопровождавшая каждый заход на посадку дизельного самолета. Оказывается, из-за неустойчивой работы двигателей на режиме полетного малого газа дизели приходилось выключать, а посадку тяжеленной машины осуществлять в режиме планера, не имея возможности ни «подтянуть» мотором, ни уйти на второй круг! На акте по испытаниям ТБ-7 4М-40 Рычагов написал:
«1. Полеты с М-40 на самолетах ТБ-7 невозможны, т. к. М-40 при расходах менее 90 кг/час на высоте самопроизвольно останавливается.
2. При доводке мотора М-40Ф необходимо обеспечить нормальную посадку с малым газом и обеспечить возможность нормальных полетов на высотах и в строю, исключив самопроизвольную остановку».
Рычагов потребовал быстрой доработки самолета и его моторов, однако в начале апреля 1941 г. он был отстранен от должности, а вскоре после этого арестован.
В середине апреля 1941 г. опытный Ер-2 с М-40Ф был выведен на аэродром и совершил ряд рулежек и подлетов. В начале мая машину перегнали в Раменское на испытательный аэродром Летно-испытательного института. Самолет летал нечасто, в основном из-за выявившейся низкой надежности турбокомпрессоров, у которых то и дело рассыпались подшипники и «летели» лопатки. В конце мая оба мотора М-40Ф вышли из строя и были отправлены на завод-изготовитель.
Ведущим летчиком по Ер-2 с М-40Ф в ЛИИ НКАП назначили Г. М. Шиянова. До начала войны ему удалось выполнить 15 полетов, при этом пришлось еще не раз менять турбокомпрессоры и кожухи выхлопных коллекторов. Кроме того, выявился повышенный расход масла, поэтому потребовалось значительно увеличить объем маслобаков. С 7 июня проводившиеся испытания постановлением правительства были переведены в разряд совместных с НИИ ВВС, для чего в Раменское прибыли военные летчики облета.
На следующий день после начала войны начальник ЛИИ НКАП М. М. Громов утвердил акт об испытании самолета Ер-2 с моторами М-40Ф. Одной из задач испытаний являлась проверка максимальной скоростной дальности машины при длительности полета порядка 17–20 часов. В соответствии с расчетами максимальная скорость машины должна была составить 480 км/ч, на испытаниях удалось получить всего 448 км/ч. Недобор скорости ведущий инженер Н. С. Рыбко объяснял меньшей номинальной мощностью двигателей, неучтенной интерференцией открытых жалюзи системы охлаждения и крыла, а также неубирающимся хвостовым колесом.
В письме в наркомат авиапромышленности, направленном 5 августа 1941 г., Ермолаев высказывал претензии к двигателистам: «Установлено, что мотор М-40Ф при настоящем его состоянии не обеспечивает нормальной эксплуатации самолета. Основными недостатками мотора являются:
— пониженная по сравнению с официальными данными номинальная мощность мотора — 1160 л.с. вместо 1250 л.с.;
— недостаточная приемистость моторов при старте — 8–10 с вместо 1–1,5 с до установления полной мощности и оборотов мотора…
Приведенные дефекты влекут за собой недобор максимальной скорости на 28 км/ч, потолка на 1000–1200 м и не обеспечивают нормального старта самолета, завышая длину разбега на 200–250 м».
Весной и в начале лета 1941 г. довольно вялыми темпами продвигалось переоборудование самолета ТБ-7 зав. № 4225 двигателями М-40Ф. Машину оснастили новыми моторами еще в апреле 1941 г. и отправили в НИИ ВВС, но официальные испытания ее так и не начались, поскольку многие недостатки, в том числе и силовой установки, остались неустраненными. Принципиально неустранимым без капитального ремонта самолета оказалось, к примеру, отсутствие эффективного «керосинового» протектора на топливных баках. Обычная губка «аназот», разбухавшая в среде бензина и затыкавшая отверстия в бензобаках, не выполняла своих функций при появлении керосиновой течи. Что касается самих моторов, то они страдали отказами турбокомпрессоров, не желали устойчиво работать на большой высоте на экономическом режиме, а также самовыключались при планировании самолета на посадку.
