На Ер-2 с моторами АМ-37 установили увеличенные колеса размером 1250х499 мм, устройство аварийного выпуска шасси с тросовой проводкой заменили гидравлическим. Тогда же усилили бронирование кабины воздушных стрелков, заменили пулеметы ШКАС крупнокалиберными БС, установили автомат курса АК-1 (упрощенный автопилот), а бомбовый прицел ОПБ-2М заменили синхронным ПС-1.
Но на этом история Ер-2 с двигателями А. А. Микулина не закончилась. Согласно акту ЛИИ от 22 июля 1941 г., в испытаниях этого варианта самолета при взлетном весе 14 450 кг удалось получить максимальную дальность 3020 км с бомбовой нагрузкой 1000 кг (на 80 км меньше, чем у Ер-2 с моторами М-105) в полете с крейсерской скоростью 437 км/ч (0,8 от ее максимального значения), с нормальной заправкой горючим и той же бомбовой нагрузкой. Максимальная же скорость доходила до 519 км/ч. Однако взлетная дистанция (до высоты 25 м) достигла 2000 м. При уменьшенном до 12 340 кг полетном весе дальность снижалась до 1595 км. Это было ниже, чем у ДБ-240 с моторами М-105, хотя взлетные характеристики Ер-2 несколько улучшились.
В ходе испытаний Ер-2 с двигателями АМ-37 выявился такой большой набор дефектов, что испытания пришлось прервать, а последовавшая эвакуация промышленности на восток страны привела к прекращению работ по этой модификации самолета.
>Крупнокалиберный пулемет БТ в носовой установке Ер-2 с АМ-37.
>Ер-2 с моторами АМ-37: >1 — первоначальный вариант; 2 — после доработки, с винтами ВИШ-22Т и крупнокалиберными пулеметами во всех огневых точках.
>Ер-2 с АМ-37, доработанный образец, зима 1941/42 г.
>Раскапотированный двигатель АМ-37, июль 1941 г.
>Люковая установка с пулеметом БТ на Ер-2 с АМ-37.
Весной 1941 г. Ер-2 испытывался с дизелями М-40Ф взлетной мощностью по 1250 л.с. и винтами ВИШ-24, но они затянулись до начала войны. Использование дизелей, имевших удельный расход топлива 0,16–0,17 кг/л.с.*ч против 0,25–0,28 у бензиновых М-105, позволяло либо значительно увеличить дальность, либо снизить взлетный вес.
Испытывали Ер-2 с М-40Ф в НИИ ВВС летчик Л. П. Дудкин, а в ЛИИ — Г. М. Шиянов. 6 июня 1941 г. Шахурин подписал приказ об обеспечении совместных с НИИ ВВС испытаний Ер-2 с моторами М-40 в кратчайший срок. При этом предписывалось докладывать о ходе испытаний ежедневно.
На следующий день после начала войны Громов утвердил акт об испытаниях Ер-2 с моторами М-40Ф. Дальность самолета этой модификации при нормальном весе 13 500 кг и полете на высотах 5000–6000 м на скорости 0,85 от ее максимального значения достигла 2800 км. Однако и эта машина осталась в разряде опытных. Впоследствии опыт эксплуатации дизелей на тяжелом бомбардировщике ТБ-7 показал, что они непригодны для высотных полетов и требуют серьезной доработки.