Полеты на Севере давали материал для совершенствования Ан-74. Как вспоминает Ю.И. Повалий, во время арктической экспедиции 1985 г. «мы поймали одну интересную особенность. При полете над морем при ясной погоде даже на высоте 8-9 тыс. м на лобовых стеклах происходило образование льда. Через блистер гидролога было хорошо видно, как при работе дворников его куски отлетают и попадают в сам блистер или двигатель. Это грозило большими неприятностями, и чтобы предотвратить их, решили, кроме обогрева стекол использовать омывание их спиртом. Для этого увеличили объем спиртового бака с 7 до 20 л, что очень порадовало северян». Кроме того, в Арктике проявилась непригодность РЛС «Градиент», которую заменили на стандартную для Ан-72 станцию «Буран». К тому времени этот локатор уже получил новую антенну большего размера, что потребовало увеличить носовой обтекатель. Много хлопот вызвала доводка «Мальвы» и другого оборудования.
Чтобы ускорить испытания, требовалось несколько самолетов. Первую предсерийную «семьдесятчетверку» (сер. № 02-02, борт СССР-58642) на ХАПО смогли построить только в 1986 г. Машина взлетела 26 июня под управлением киевского экипажа во главе с летчиком-испытателем А.З. Моисеевым. Внешне она почти не отличалась от Ан-72, разве что парой блистеров. По оборудованию была близка к опытному Ан-74 в исходной конфигурации, включая РЛС «Градиент» (сказывалась инерция советского планового хозяйствования). Грузовая кабина была разделена легкой сдвижной перегородкой на 2 отсека. В переднем, оснащенном теплозву- коизоляцией, находились 8 пассажирских кресел 3-го класса, 2 места для сна, упрощенный туалет, буфет с электроплитой и т.п. Сзади остался грузовой отсек.
В октябре того же 1986 г. борт СССР- 58642 был представлен на международной выставке в канадском Ванкувере. Ознакомившись с машиной, канадцы отметили, что ничего подобного у них нет и в ближайшем будущем не предвидится. Причем Страна кленового листа испытывала сходные с Советским Союзом проблемы в оснащении полярной авиации.
По результатам полетов «семьдесятчетверку» продолжали дорабатывать. Так, на машине № 02-02 установили новую вспомогательную силовую установку ТА-12. В экипаж Ан-74 ввели бортрадиста, рабочее место которого организовали в грузовой кабине с левого борта сразу за входной дверью. Радиооборудование дополнили средневолновой станцией «Широта». По предложению знаменитого полярного штурмана В.И. Акку- ратова на борту разместили астросекстант и астрокомпас АК-59. В 1987 г. к испытаниям подключили самолет № 04-04 (борт СССР- 74010), характерной особенностью которого стал большой блистер гидролога диаметром 780 мм.
В 1988 г. в Гостомеле на самолете № 02-02 провели испытания на больших углах атаки. Машину пилотировали летчики- испытатели В.Г. Лысенко (КМЗ), В.А. Лекарев (ГосНИИ ГА) и М.М. Марков (ЛИИ). Почти всю программу отлетали успешно, но на ее завершающем этапе произошел редчайший случай в практике испытаний транспортных самолетов. 25 ноября командирское место занимал В.А. Лекарев, в правом кресле находился В.Г. Лысенко, в экипаж также входили бортинженер С.А. Круц, штурман В. С. Спасибо, инженер-экспериментатор А.В. Стрельникова. Лекареву все никак не удавалось правильно выполнить режим, и во время очередной попытки, когда самолет вышел на предсрывную тряску, он неожиданно резко потянул штурвал на себя. Как вспоминает С.А. Круц, стрелка указателя углов атаки быстро достигла отметки 26° (ограничение – 15°), после чего В.А. Лекарев сделал небольшую дачу рулем направления, и… «мы крутанулись. 32 секунды падали с 10100 до 1200 м. Когда свалились, Володя Лысенко спокойно говорит Лекареву: «Выводи». Тот начинает выводить, снова рвет штурвал, и мы крутимся в другую сторону… Володя попытался взять управление на себя, но Лекарев упорно не отпускал штурвал. Мы боялись рассоединения штурвалов, тогда от каждого из них действовала бы только одна половина руля высоты, и вывести самолет точно не удалось бы… Наконец-то на третьем витке Лекарев обмяк и повис на ремнях. Самолет находился на «спине», и Володя потом признался, что потерял пару секунд, решая, докручивать переворот или выводить из такого положения. Он избрал второй путь». На пикировании самолет вышел за ограничение по максимальному скоростному напору, а на выходе из него – и за ограничение по перегрузке. Сидевшая на своем рабочем месте в грузовой кабине А.В. Стрельникова хорошо слышала какой- то подозрительный треск. В это время возникло небольшое скольжение, и с левого двигателя сорвало капоты. Одна из его створок ударила по фюзеляжу, пробила дыру и отломала ПВД. «Удар был такой силы, – продолжает С.А. Круц, – что нам показалось, улетел стабилизатор. Я в парашюте сгонял в хвост, посмотреть через окно, цело ли оперение, иначе надо было бы немедленно прыгать. Вроде все было на месте… Двигатели работали безукоризненно. На посадке мы не рискнули выпустить закрылки – мало ли что с ними произошло после такой передряги». Приземление прошло благополучно. При осмотре машины выяснилось, что на фюзеляже за центропланом появились небольшие гофры. После ремонта самолет снова летал.