Для выяснения причин трагедии была создана Государственная комиссия под руководством заместителя председателя Военно-промышленной комиссии при СМ СССР Н.С. Строева, заместителями которого стали: по летной части – В.П. Васин, по технической – И.С. Разумовский. В комиссию вошла группа экспертов, в том числе: А.Ф. Селихов, Т.Д. Француз, В.Г. Лейбов, ПИ. Нестеренко и В.Л. Райхер (ЦАГИ); В.П. Рычик и Е.А. Шахатуни (ОКБ Антонова); Б.Н. Евдокимов (ОКБ Ильюшина); Ф.А. Кочарян (ОКБ Туполева) и другие специалисты. К работе комиссии присоединились министры авиапромышленности и гражданской авиации П.В. Дементьев и Б.П. Бугаев. Один из участников расследования начальник лаборатории Всесоюзного института авиационных материалов И.К Фридляндер вспоминает: «В пятницу, 19 мая, в час дня… позвонил министр П. В. Дементьев: «Под Харьковом разбился Ан- 10, надо туда вылететь. На сборы полчаса. Возьмите кого надо из сотрудников». Дополнительное ЦУ от министра: продвигать версию взрыва; звонить по ВЧ (правительственная телефонная связь исключала подслушивание) из харьковского авиазавода, ни в коем случае из аэропорта. ЦУ понятны. Взрыв – это по линии госбезопасности, а не МАП; не звонить из аэропорта, чтобы разговор не слышали работники ГА – наши оппоненты».
Иосиф Наумович – участник множества подобных комиссий – не случайно акцентирует внимание на указании министра представить случившееся как результат взрыва на борту лайнера. Такая версия позволила бы снять все обвинения с авиапромышленности и ее руководителя, который как раз готовился к получению второй звезды Героя Соцтруда. Однако уже первые часы работы на месте падения обломков Ан-10 дали четкие основания утверждать, что никакого взрыва не было, а самолет разрушился сам Вновь обратимся к воспоминаниям И.Н. Фридляндера: «Подходим к левому крылу, оно горело, но уже на земле из-за разлившегося керосина. Кругом обгоревшая земля, на которой лежит груда черного металла. Мы бродим между обломками, приглядываемся к ним. Вот обломки нижней панели крыла, которая в полете растянута и поэтому является наиболее уязвимым местом конструкции. Здесь же находится кусок центроплана, торчат обломки стрингеров, как обломанные ребра скелета какого-нибудь динозавра. Изломы измазаны и почернели. .. Ко мне подходит И. П. Жегина, специалист по изломам, показывает куски стрингеров. Насколько могла, она их обчистила, стали видны усталостные трещины… Позднее находим еще пять стрингеров, и у всех трещины в виде усталостных площадок…»
Так начала выстраиваться версия, ставшая основой для выводов комиссии, Крыло действительно разрушилось самопроизвольно. Это произошло из-за резко сниженной прочности стрингеров и нижних панелей обшивки центроплана, явившейся следствием недопустимо большого роста в них усталостных трещин. Чтобы лучше представить себе картину разрушений, вспомним конструкцию центроплана «десятки». Его нижняя часть состоит из панелей, имеющих размах от одной бортовой нервюры до другой, и стрингеров, каждый из которых состоит из двух кусков, состыкованных посередине с помощью накладок. С заклепочных отверстий крепления этих накладок на стрингерах в процессе регулярной эксплуатации самолета и начался рост трещин. Как показали замеры, на разбившейся машине величина усталостного повреждения стрингеров достигла 71% площади их суммарного поперечного сечения. В результате они сохранили всего лишь около 30% своей несущей способности, и растягивающая нагрузка стала восприниматься, в основном, панелями, на которых также стали развиваться трещины, Их суммарная площадь достигла 7% сечения панелей. Роковым обстоятельством при этом стало то, что из-за конструктивных особенностей крыла Ан-10 все трещины возникли в одном поперечном сечении центроплана, близком к оси симметрии самолета. По мере роста трещины продвигались одна к другой, все больше и больше ослабляя опасное сечение. В этих условиях на нижние полки лонжеронов легла растягивающая нагрузка, намного превышавшая расчетную, и они тоже стали трещать. И вот наступил момент, когда центроплан не выдержал …
Все члены комиссии были опытнейшими специалистами с многолетним стажем, однако с разрушением конструкции по причине усталости металла столкнулись впервые. В то время это опасное явление почти не было изучено ни в теоретическом, ни в прикладном плане. Дело в том, что уровень напряжений в элементах конструкции самолетов предыдущих поколений был сравнительно низким, да и время их эксплуатации, как правило, не превышало нескольких лет. Так что усталостные трещины на этих машинах просто не успевали появляться, И лишь с переходом к конструкциям нового типа, отличающимся повышенной весовой отдачей (а значит, и уровнем напряжений), а также расчетным сроком службы, измеряемым десятилетиями, усталость металла превратилась в первостепенный фактор риска. Впервые этот фактор проявил себя в 1952-54 гг, когда загадочным образом разбились 4 турбореактивных лайнера «Комета» английской фирмы «Де Хэвиленд». Причину катастроф удалось выяснить только после тщательных исследований, длившихся более года. Ею оказалась недостаточная усталостная прочность фюзеляжа при повторяющихся нагружениях в результате его наддува при подъеме на высоту. Исследование парка этих лайнеров показало, что трещины уже есть на всех самолетах, и эксплуатация «Комет» вариантов 1 ,1А и 2 была запрещена.