Пока СЗ-1 проходил испытания, военные разработали возможные варианты боевого применения машины, определив 4 основных. От штурмовика дальнего действия требовалось уничтожать резервы и центры формирований противника, нарушать перевозки в его тылу, действовать по аэродромам. Сходные задачи получал бомбардировщик «дальнего действия», но планировали, что его рабочая высота составит от 5000 м до практического потолка, самолет сможет выполнять полеты в любых метеоусловиях, днем и ночью. Экипаж скоростного разведчика должен был вести разведку как визуально, так и с фотографированием, преимущественно в одиночку. И наконец, основной задачей самолета сопровождения являлось прикрытие бомбардировщиков ДБ-3 и СБ на всю дальность действия. Планировалось, что наступательное вооружение в некоторых вариантах составят две пушки ШВАК-20 и два пулемета ШКАС (стандартное вооружение – 4 ШКАС), а масса бомбовой нагрузки в перегрузочном варианте достигнет 800 кг.
В декабре 1937 г. построили второй опытный экземпляр «Дублер» (или СЗ-2), с таким же мотором М- 62. Бомбовую нагрузку машины ограничили 200-400 кг, поставили нижнюю оборонительную установку МВ-2, доведя общее количество пулеметов до шести. Уже во время испытаний на самолет вместо верхней установки СУ смонтировали турель МВ-3 конструкции Г.М. Можаровского и И.В. Веневидова. Затем в результате доработки создали турель МВ-5, которая, по оценке конструкторов-оружейников, стала одной из наиболее удачных работ, проведенных до войны в СССР. В тот же период военные изменили основное назначение машины: превратили ее в ближний разведчик (штурмовик). В результате был уменьшен объем крыльевых топливных баков.
В начале 1938 г. СЗ-2 передали в Евпаторию на совместные испытания завода и НИИ ВВС. Их вели военинженер 2-го ранга К.А. Калилец и летчик м-р Ю.А. Макаров, 52 раза поднимавший машину в воздух. Государственные испытания прошли там же с 21 февраля по 26 марта 1938 г. Самолет облетали в двух вариантах: разведчика (взлетная масса 3654 кг) и штурмовика (3937 кг), как на колесах, так и на лыжах. Приводим выдержки из выводов акта Госиспытаний: «Производственное выполнение самолета хорошее. .
– самолет удовлетворяет основным требованиям 1937 г., за исключением максимальной скорости (403 км/ч вместо 420-430 км/ч) и потолка (7700 м вместо 9000 м);
– в отношении максимальных скоростей, огневой мощи, обзора и обороноспособности самолет «Иванов» имеет преимущества перед принятыми на снабжение ВВС Красной Армии Р-10 и БШ-1;
– модификацией самолета, путем установки более мощного мотора без существенных переделок конструкции, максимальная скорость может быть доведена: с мотором М-87 до 450 км/ч и с мотором М-88 до 475-500 км/ч на расчетной высоте;
– на основании изложенного машина может быть рекомендована к серийной постройке взамен самолета «Валти», учитывая сходство технологического процесса изготовления деталей».
Самолет оказался победителем конкурса, который формально так и не состоялся по разным причинам. Теперь все внимание П.О. Сухого сосредоточилось на третьей опытной машине СЗ-3, на которой он решил устранить замечания, высказанные в ходе Госиспытаний.
Постройку третьего «Иванова» закончили в сентябре 1938 г. По конструкции машина была схожа с двумя предыдущими экземплярами, но мотор М-62 заменили на М-87. Емкость бензобаков сократили с 930 до 700 л, а запас патронов крыльевых пулеметов несколько увеличили. По мнению летчика А.П, Чернавского, впервые взлетевшего на новой машине 3 ноября, уже сократился разбег и круче стала глиссада планирования. Перед сдачей СЗ-3 на Госиспытания военные потребовали заменить М-87 на более надежный М-87А, но и он вышел из строя после трех полетов.
В НИИ ВВС самолет «Иванов» попал с «сопровождением» где говорилось, что он «является чрезвычайно ценным объектом для ВВС Красной Армии, должен как можно быстрее закончить летные испытания». Госиспытания в Евпатории с 3 февраля по 6 апреля 1938 г. провели военинженер 3-го ранга А.В. Синельников, летчик м-р Б.Н. Покровский и штурман м-р A.M. Третьяков. Самолет также облетал м-р П.М. Стефанов-ский, которому едва удалось избежать серьезной аварии, когда на посадке не полностью вышла правая стойка шасси. Машина удачно приземлилась на одно колесо, но на пробеге сломались узлы стоек шасси, имелись более мелкие повреждения.
Происшедшее не испортило впечатления от «Иванова». В своем отзыве Б.Н. Покровский подчеркивал, что самолет «представляет образец продуманной культурной машины с большими скоростями, хорошей скороподъемностью, хорошим обзором, чуткостью к управлению. Полеты на данном самолете оставляют приятное впечатление…» В заключении Акта Госиспытаний содержалась рекомендация принять самолет Сухого на вооружение в качестве легкого бомбардировщика, с возможностью использования как штурмовика и ближнего разведчика. Начальник НИИ ВВС А.И. Филин обратился в наркомат авиапромышленности (НКАП) с просьбой построить к 1 ноября 1939 г. войсковую серию из десяти «Ивановых», которые бы отличались от опытных машин смешанной конструкцией: деревянный фюзеляж и металлическое крыло.
Теперь события развивались стремительно. Еще до окончания Госиспытаний К.Е. Ворошилов и М.М. Каганович доложили вождю об успехах Сухого. В конце марта 1939 г. вышло решение Комитета обороны (КО) о запуске самолета под обозначением ББ-1 (ближний бомбардировщик) в серию на головном заводе № 135 в Харькове, а также на «Саркомбайне» в Саратове. Причем Сухому давали не более 20 дней для переделки чертежей под смешанную конструкцию и передачи их на заводы. Планировалось, что вместо капризного мотора М-87 самолет будут выпускать или с М-88, или с М-63ТК. В обоих случаях максимальная скорость вплотную приближалась к желаемой для руководства отметке 500 км/ч. Но осуществить задуманное долго не удавалось из-за многочисленных поломок разных двигателей (М-87, М-87А и М-87Б), выпущенных заводом № 29. Негативно сказались на результатах работы и бытовые неудобства, с которыми столкнулись сотрудники Сухого в Харькове. К тому же, на заводе № 135 пришлось коренным образом изменить технологический профиль, поскольку конструкция и технология ближнего бомбардировщика имели мало общего с ранее выпускаемым здесь Р-10.
Для руководства внедрением самолета в серию по решению КО от 29 июля Сухого назначили главным
