В завершение эксплуатационных испытаний состоялся технический рейс на Ан-10 (сер, № 12-02, борт СССР-11161) с пассажирами, среди которых находились представители ОКБ Антонова, воронежского завода, ГосНИИ ГВФ, работники УТУ, а также журналисты. Самолетом управлял усиленный экипаж в составе Дубовика (руководитель полета), двух пилотов Белашева и Кирюхина, штурмана Шатилова, бортрадиста Минеева и бортмеханика Бабия. Общее штурманское руководство осуществлял флаг-штурман УТУ А.Д. Степаненко. Лайнер взлетел с грунтовой полосы аэропорта Жуляны 27 мая 1959 г., за 12 мин достиг расчетной высоты 8000 м и взял курс на Москву, Через 1 ч 25 мин он приземлился во Внуково, Затем состоялся перелет в Тбилиси, оттуда – в Адлер, а ночью Ан-10 прибыл в Харьков. Протяженность пройденного маршрута составила 4470 км, которые самолет прошел со средней скоростью 635 км/ч.
В июне в Киеве состоялась первая техническая конференция по эксплуатации Ан-10, в которой участвовали высшие руководители ГВФ, главные конструкторы Антонов и Ивченко, представители ГКАТ, ГосНИИ ГВФ, воронежского авиазавода, летчики-испытатели, пилоты 86-го АО, а также работники различных территориальных управлений Аэрофлота. Особого внимания заслуживали выступления киевских авиаторов, которые поделились первым опытом использования Ан-10. При общей положительной оценке машины они высказывали свои замечания к работе матчасти, а также указывали на выявленные недочеты в подготовке аэродромных служб. Представители авиапрома очень внимательно отнеслись к услышанному. Они хорошо понимали, сколь высокой может оказаться цена их ошибок и недоработок, поэтому в конструкцию самолета и его систем постоянно вносили улучшения, потребность в которых возникала по мере накопления опыта эксплуатации машины. На этой конференции они рассказывали о проделанной работе, в частности, Ивченко, подчеркивая возросшую надежность АИ-20, сказал с улыбкой: «Мы провели специальные испытания: забросили «стаю птиц» в двигатель. Оттуда только перья посыпались».
В целом по итогам испытаний была установлена возможность безопасной регулярной эксплуатации нового антоновского лайнера на воздушных линиях Аэрофлота в различных метеоусловиях, днем и ночью, с бетонных и грунтовых ВПП, а также выявлены особенности его пилотирования и технического обслуживания. Это заключение с большой натяжкой можно уподобить современному сертификату типа, без получения которого в наши дни ни один лайнер не получит право возить пассажиров или грузы. В то время даже единых норм летной годности не существовало. Многие обязательные сегодня пункты испытательных программ или вовсе не проводились, или выполнялись по весьма не совершенным методикам. Например, Ан-10 вышел на линии без проведения полетов в условиях высоких и низких температур наружного воздуха, а исследование его поведения при естественном обледенении проводилось очень упрощенно. Вскоре за приобретение драгоценного опыта пришлось заплатить самую высокую цену.
21 июля 1959 г Ан-10 из состава 86-го отряда (экипаж Макарова) совершил первый регулярный рейс с пассажирами по маршруту Киев-Москва. На следующий день он вылетел из Москвы и через 2 ч 15 мин приземлился в Симферополе, доставив 75 пассажиров. Антоновские лайнеры стали поступать в 87-й АО (Харьков), 88-й (Львов) и 89-й (Сталино), С 10 сентября на Ан-10 начали возить пассажиров на линии Харьков-Москва-Сталино-Москва-Харьков, а вскоре самолет вышел и на другие воздушные трассы, которые обслуживали украинские авиаторы.
Начало регулярной эксплуатации Ан-10 проходило вполне благополучно. Экипажи высоко оценивали машину, к тому же, работать на новом лайнере было очень престижно. Нравился самолет и пассажирам, многие из которых впервые путешествовали на борту воздушного судна и были приятно удивлены комфортом его салонов и обходительностью привлекательных стюардесс. «Десятки» трудились, невзирая на погоду и все еще плохие аэродромы. Объемы перевозок стали стремительно нарастать. Все это происходило в «эпоху социального оптимизма», когда казалось, что на пути развития советского общества будут только победы и новые достижения. Поэтому то, что произошло поздней осенью 1959 г., стало настоящим шоком для всех, кто был связан с программой Ан-10.
16 ноября при заходе на посадку в аэропорту Львова потерпел катастрофу Ан-10 (сер. № 14-02, борт СССР-11167) из 86-го АО под управлением экипажа Н.А. Спиренкова. Погода в тот день была отвратительная, самолет снижался в облаках, вышел из них за 1000 м до ВПП, затем неожиданно «клюнул» вниз, столкнулся с землей и сгорел. Все находившиеся на борту погибли. Расследовавшая эту трагедию комиссия работала очень тщательно, но докопаться до причин случившегося так и не смогла. Надо сказать, что в те годы эксперты не могли использовать данные средств объективного контроля, т.к. бортовыми регистраторами параметров, так называемыми «черными ящиками» самолеты не были оборудованы.
Ан-10 продолжили регулярные рейсы, но прошло немногим более трех месяцев, как страшная беда повторилась, причем в том же месте и в очень похожих погодных условиях. 26 февраля 1960 г. во Львове разбился Ан-10A (сер. №18-01, борт СССР-11180), которым управлял еще один киевский экипаж во главе с П.Г. Макаровым. Для Антонова эти трагедии стали тяжелейшим потрясением. Переживаниями он делился со своим другом хирургом Н.М. Амосовым: «Нет, не буду строить больших пассажирских самолетов, – говорил он. – Я не переживу одновременную гибель многих людей… После катастрофы Ан-10 я не раз просыпался ночью в холодном поту и дрожащей рукой снимал трубку – неужели авария с моим самолетом?»
Стало ясно, что дальнейшая эксплуатация Ан-10 возможна только после устранения причин случившегося, а они все еще оставались тайной за семью печатями. Было высказано предположение об отказе системы управления. Оно основывалось на докладах нескольких экипажей, которые в ту зиму столкнулись с непонятным поведением Ан-10 при заходе на посадку, когда без видимых причин самолет внезапно стремился перейти в пикирование. Однако проведенные специальные исследования и повторный анализ материалов Госиспытаний не подтвердили эту версию.
