Проведение статиспытаний и устранение недостатков первого экземпляра ЦКБ-55 затянулись до октября 1939-го. Только 2 октября ЦКБ-55 № 1 под управлением В. К. Коккинаки совершил первый полет. В воздухе машина пробыла лишь 10 минут — мотор перегревался, а самолет валило влево.
30 декабря Коккинаки поднял в воздух второй опытный ЦКБ-55. Заводские испытания машин затянулись на добрых 5 месяцев и продолжались до 26 марта 1940 г. Проблемы были связаны, в основном, с неудовлетворительной работой АМ-35, проходившего летные испытания впервые, и недостаточным охлаждением воды и масла, особенно на режимах взлета и набора высоты.
Дело в том, что водо- и маслорадиаторы на ЦКБ-55 первоначально устанавливались в броискорпусс самолета за двигателем рядом друг с другом, а охлаждающий воздух подводился к ним по специальному каналу через воздухозаборник, расположенный в верхней части бропскорпуса сверху капота мотора. Такое размещение было, в известной степени, вынужденным и преследовало цели повышения боевой живучести самолета. Но при этом входное отверстие канала находилось в зоне пониженного статического давления, а отверстия выпуска воздуха — снизу фюзеляжа- в зоне повышенного. Как результат. радиаторы продувались недостаточно.
кабина летчика и штурмана — стрелка а закрытом положении
лебедка подвески авиабомб
задняя стрелковая установка под ШКАС
система подвески ФАБ-250, ВАП-200 и УХАП-250
наружная установка ДЕР- 31 и ухваты
вид на бомбовый отсек
фара и ПВД
В письме от 28 января 1910 г. на имя нового наркома авиапромышленности А. II. Шахурина С. В. Ильюшин отмечал: "…Первый опытный самолет бронированный штурмовик (ШИ АМ-35) бы.1 выпущен в начале 2 октября 1939 года. На самолете били забронированы все жизненные части, включая и радиаторы водяной и мастный. Эти радиаторы установлены в специальном канале бронированного фюзеляжа. В полете била обнаружена недостаточная эффективность охлаждения в этом канале. Было выполнено несколько вариантов размещения. Первый вариант, с которым самолет был выпущен — гликолевое охлаждение, второй вариант — маслорадиатор новый был вынесен из фюзеляжа в бронированный туннель под фюзеляж. Жидкостный радиатор был увеличен, отказались от гликоля и перейти на воду под давлением. Вода оказалась в норме. Масло грелось. Третий вариант — водяной и масляный радиаторы вынесены под фюзеляж. Считаю долгом доложить, что в этом бронированном самолете мы встретились с серьезными трудностями в осуществлении такой системы охлаждения, которая была бы полностью забронирована от пуль и была бы достаточно эффективна. Такая задача решается нами впервые и требует времени для ее решения.». На расширенном совещании в НКЛП в апреле 1940-го Главный конструктор мотора АМ-35 А. А. Микулин выступил с резкой критикой схемы размещения мотора в бронекапоте и системы его охлаждения. В частности, он указывал, что ОКБ Ильюшина для ЦКБ-55 разработало свой радиатор, тогда как в производстве уже есть хорошо отработанные водо- и маслорадиаторы к мотору, с которыми он работает нормально. Кроме того, Микулин особо отметил, что все работы по созданию нового штурмовика ведутся без учета необходимых для работы АМ-35 условий, а рекомендации моторостроителей игнорируются. «В этом броневике не сделано н и одной дырки для охлаждения мотора, как же он будет после этого нормально работать!?» — в сердцах восклицал Александр Александрович.
Наконец ОКБ Ильюшина остановилось па следующем варианте размещения радиаторов. Водяной с увеличенной поверхностью охлаждения расположился в воздушном канале фюзеляжа и занял всю его ширину, а масляный был перенесен под бропекорпус и установлен в прямоугольной бронекорзине, в передней части которой имелась заслонка, полностью закрывавшая входное отверстие радиатора при обстреле с земли или при вынужденной посадке с убранными шасси. Для охлаждения свечей системы зажигания и выхлопных патрубков двигателя, а также для продува внутренней полости бронекорпуса, его передние боковые и нижняя бронекрышки нымолйялись в виде заборников воздуха, которые выходили из корпуса через бронекарманы за выхлопными патрубками.
За весь цикл заводских испытаний на ЦКБ-55 № 2 было выполнено 14 полетов с общим налетом 4 часа 16 минут, но лишь в 4-х полетах определялись летные характеристики. Тем не менее, 26 марта 1940 г. ОКБ завершило заводские испытания штурмовика и представило его на государственные испытания. Еще через четыре дня, 31 марта, ЦКБ-55 № 2 был официально принят в НИИ ВВС для проведения испытаний, которые начались уже на следующий день и завершились 19 апреля (ведущий инженер — военинженер 1-го ранга Н. С. Куликов, ведущий летчик-испытатель — майор А. К. Долгов и штурман-испытатель — майор И. Д. Соколов). На самолете было выполнено 38 полетов с общим налетом 19 часов 20 минут.
Главной особенностью нового штурмовика являлся обтекаемый бронекорпус из авиационной броневой стали АБ-1. Сталь, разработанная в ВИАМ под руководством С. Т. Кишкина и Н. М. Склярова, позволяла изготавливать броневые листы с поверхностью двойной кривизны штамповкой на воздухе с последующим охлаждением в масле и окончательной доводкой размеров в штампе. Бронекорпус защищал мотор, масло- и бензобаки, радиаторы, рабочие места экипажа, частично бомболюки. Корпус практически полностью включался в силовую схему планера самолета — его носовая часть воспринимала все нагрузки от мотора и агрегатов ВМГ, а центральная часть — от узлов крепления крыла, хвостовой части фюзеляжа, кабины экипажа и оборонительной пулеметной турели.
Для снижения массы толщины броневых листов были выбраны неравномерными, от 4 до 7 мм, исходя как из условия эффективной защиты от осколков и пуль, углы встречи которых с бронекорпусом определялись аналитически, так и в соответствии с действующими на элементы бронекорпуса нагрузками. Общий вес брони составлял 700 кг.
Лобовое стекло фонаря кабины летчика выполнялась из плексигласа толщиной 60 мм.
Задняя часть фюзеляжа представляла собой деревянный монокок с работающей обшивкой, выклеенный из березового шпона и фанеры и подкрепленный стрингерами. Деревянный киль выполнялся заодно с фюзеляжем. Крыло и стабилизатор — двухлонжеронные цельнометаллические. Крыло имело закрылки, отклонявшиеся на 40°. Обшивка плоскостей крыла, элеронов, а также стабилизатора выполнялись из дюраля. Рули высоты и направления — металлические с полотняной обшивкой. Шасси с тормозными колесами убиралось назад по полету 7 в обтекатели, с частичным выступанием колес основных опор из контура обтекателей (по замыслу конструкторов это должно было обеспечить более легкую вынужденную посадку с убранным шасси). Управление уборкой шасси пневматическое. Аварийный выпуск шасси производился при помощи тросовой лебедки.
Два протестированных бензобака (верхний на 175 л и нижний на 245 л) размещались в забронированной части фюзеляжа за мотором, а маслобак на 47 л располагался рядом с левым блоком мотора. На самолете был установлен трехлопастный воздушный винт ВИШ-22Т с регулятором постоянного числа оборотов.