Самым тяжелым временем для ОКБ Ильюшина была августовская эвакуация из Москвы завода № 24. на котором изготавливались двигатели АМ-38. Это поставило Ильюшина в необычайно трудную ситуацию, единственным разумным выходом из которой была установка новой, находящейся пол рукой двигательной установки. Выбор пал на звездообразный двигатель М-82 мощностью 1675 кВт при 2500 об/мин и массе 870 кг изготавливавшийся на уральском заводе. На одном из серийных Ил-2 первых серии (лета 1941 г.) была отрезана передняя часть бронекорпуса. не доходя до центроплана. В освободившемся месте установили двигатель, его агрегаты и раму, которая выдвигала его несколько вперед, что было необходимо для сохранения центровки самолета. Пространство между двигателем и оставшимся бронированием закрыли не броневыми, а обычными листами металлической обшивки. Из того же материала выполнили и капот двигателя, который мало того что был не бронированным, но и крепился только к самому двигателю, и совершенно не был связан с остальной конструкцией фюзеляжа. Сам капот состоял из отдельных крышек-сегментов, его съемные части крепились на замках. Форма капота была максимально аэродинамичной, так что в профилях образующих его не было ни одной прямой линии, сужающимся к его передней части. В комплекте с двигателем был использован новый винт АВ-5В-160 того же диаметра как и предыдущие винты семейства ВИШ, т. е. 3,4 м, со специальным коком. Естественно, что в результате установки нового двигателя была модифицирована охлаждающая система, а радиаторы охлаждающей жидкости в фюзеляже упразднены.
Этот советский пилот сдался венгерским войскам после прилета в район южнее Харькова, летом 1941 г. Его Ил-2 имеет дополнительные усиливающие накладки на задней части фюзеляжи, которые в первое время устанавливались в ходе полевой модернизации. Красные звезды на фюзеляже имеют тонкую черную обводку.
Пара одноместных Ил-2 поздних серий, испытываемых Люфтваффе. Оба самолета имеют по три выхлопных патрубка на борту, такая их конфигурация редко встречалась на Ил-2. Большинство штурмовиков имели выхлопную систему с четырьмя патрубками.
Однако заборник воздуха (модифицированный и уменьшенный) над двигателем был сохранен, но теперь он служил для снабжения воздухом карбюратора. Маслорадиаторы остались на своем месте, что скорее всего было вызвано спешкой при переделке самолета. Воспользовавшись представившимся случаем, конструкторское бюро, изменило заодно и несколько других элементов самолета, в первую очередь кабину заднего стрелка. Необходимое для этого пространство было изыскано благодаря изъятию заднего бака, из-за которого было так много шума. Благодаря лому второй член экипажа был размешен в удобной, хорошо бронированной кабине, которая правда несколько ограничивала его возможности ведения огня из крупнокалиберного пулемета БТ имеющего боекомплект 280–300 патронов. Отсутствие заднего топливного бака компенсировали перекомпоновкой главного бака, который мало того, что был доведен до таких размеров, что вмешал на 84 л. бензина больше (724 л. вместо 640. к слову самолет брал 550 кг топлива и 50 кг масла, благодаря чему дальность увеличилась с 640 км до более чем 700 км), но к тому же была введена система заполнения его инертным газом от выхлопной системы двигателя, что повышало боевую живучесть. Все эти изменения были выполнены бессистемно и второпях, что привело ухудшению свойств самолета и ухудшению его характеристик. Например, максимальная скорость упала с 426 км/час до 396 км/час на той же высоте в 2500 м. Не нужно однако воспринимать эти данные как граничные значения параметров самолета. После модификации радиаторов охлаждения масла и при более тщательном изготовлении отдельных деталей, он мог бы скорее всего иметь характеристики лучшие чем серийные Ил-2 с двигателем АМ-38 изготовления 1942 г. Однако один из его основных недостатков (относительно версии с двигателем жидкостного охлаждения) — увеличение разбега на 30 % компенсировать бы не удалось.
Вариант Ил-2, оснащенный звездообразным двигателем воздушного охлаждения М-82, который известен как Ил-2 М-82/Ил-4. Позднее он послужил образцом для двухместного варианта Ил-2, задний стрелок был вооружен крупнокалиберным пулеметом Березина УБТ калибра 12,7 мм. Стойка радиоантенны перемещена с фюзеляжа на верх переплета задней части фонаря. Самолет был переделан из одноместного Ил-2 довоенной постройки и сохранил грузы весовой компенсации элеронов. Красные звезды на фюзеляже имели тонкую черную обводку.
Ил-2 М-82/Ил-4 установленный на козлы для испытания уборки основных стоек шасси, 16 сентября 1941 г. Двигатель М-82 приводил во вращение трехлопастной винт АВ-5-160. На Ил-4 был ликвидирован воздухозаборник на правом крыле.
Самолет Ил-2 М-82 был облетан, как и все предыдущие В.К.Коккинаки 8 сентября 1941 г. после чего подвергся интенсивным восьмидневным заводским испытаниям, в холе которых были устранены его основные недостатки. Машина была уже готова к государственным испытаниям, но 10 октября началась эвакуация завода и мысль об испытаниях пришлось оставить, тем более, что государственные учреждения Москвы так же начали переезжать в Куйбышев. В этой ситуации самолет был разобран и перевезен на Урал вместе с остальным оборудованием завода. Машина была предоставлена сама себе до того времени когда ситуация на фронте стабилизировалась и началось производство самолетов на новом месте. Только после того когда жизнь в Москве окончательно вошла в свою колею приступили к госиспытаниям Ил-2 М-82, которые успешно завершились в начале марта 1942 г. По их результатам было принято решение о запуске этого самолета в серийное производство (получившего к тому времени название Ил-4). Правда это решение было быстро отменено, т. к. более важным посчитали развертывание массового производства предыдущей модели с мотором АМ-38, которых к тому времени было уже достаточно, чем переход на новую модель с двигателем воздушного охлаждения.
Раскапотированный звездообразный двигатель воздушного охлаждения М-82 самолета Ил-4. Двухрядный 14-ти цилиндровый двигатель развивал мощность 1676 л.с. и был закрыт капотом NACA. Видны регулируемые створки юбки капота (за поднятой панелью). Такие же двигатели использовались на истребителях Лa-5 и Ла-7.
Персонал Люфтваффе изучает одноместный Ил-2 поздних серий, оборудованный прицелом ВВ-1 и четырьмя дополнительными усиливающими накладками на задней части фюзеляжа. Самолет имеет снятое крыльевое вооружение и снятые панели закрывающие двигатель, что бы его было легче обследовать.
Зима 1941–1942 годов была периодом когда основной проблемой были не летно-технические данные или перспективность конструкции штурмовиков, а в первую очередь их недостаточное количество. Завод N 18 им. Ворошилова (который ранее располагался в Воронеже) находился в процессе эвакуации, одна его часть готовилась к дороге, другая находилась в пути, а третья уже спешно устанавливала оборудование в Куйбышеве. Первый железнодорожный состав с персоналом, который должен был подготовить площадки для строительства новых цехов, прибыл на станцию назначения 19 ноября. В этот же город добрались и отдельные «составные части» заводов № 24 (двигатели) и № 207 (бронекорпуса). Несмотря на тяжелейшие условия и невольничью систему труда, работу примитивными методами, которые использовали еще в древнем Египте, были установлены станки и механизмы и началось производство в неоконченных монтажных цехах (иногда помещение имело только фундамент, в лучшем случае не хватало «только» окон, а единственными полностью укомплектованными подразделениями были административные отделы). Не существовало водопровода, канализации, помещений для рабочих, не хватало продуктов питания. Только 8 % работников составляли мужчины (в основном это были специалисты), остальные женщины (67 %) и дети (25 %). Работа велась в две смены по двенадцать часов, при морозах доходивших до 40 градусов. Такие условия привели к тому что каждый экземпляр Ила собранный на новом месте был построен различными способами и ни один из них не был похож на другой. Можно даже сказать, что каждый имел свой характер. Собранные в ужасных условиях и из материалов низкого качества самолеты имели многочисленные дефекты и недоделки, которые исправлялись на тыловых аэродромах ВВС Красной Армии, с которых их забирали в свои части фронтовые пилоты. Каждый такой самолет нужно было подвергнуть подробной дефектацни, затем подтяжке всех резьбовых соединений и даже, если возникала такая необходимость, ремонту, только после этого его можно было облетывать. Первый Ил был собран в Куйбышеве 19 октября 1941 г., примерно через десять дней после изготовления последнего штурмовика на эвакуировавшемся заводе в Воронеже! Такой короткий перерыв в производстве необходимо признать высочайшим организационным успехом.