Внешне он отличался не только новыми моторами со всережимными металлическими винтами ВИШ-22Е, но и новыми стойками основных опор шасси с двумя колесами размером 750×175 мм. Заменили и колесо хвостовой опоры, теперь оно имело размер 300×125 мм. Это было связано с возросшим взлетным весом машины. Ее утяжелению способствовали не только более мощные двигатели (каждый из них весил на 70 кг больше предшественника), но и дополнительное оборудование, увеличенный запас топлива и масла, расширенный состав бомбового вооружения. Дополнительно на четырех крыльевых узлах Д2МА-250 допускалась подвеска бомб калибра 50 и 100 кг, но не более 200 кг.
Согласно отчету НИИ ВВС по выполнению плана опытного строительства в 1939 году на 1 сентября в работе находился ББ-22 с моторами М-105, готовность которого составляла 95 %. В то же время согласно постановлению КО № 116 от 4 марта 1940 года НКАП обязали модифицировать самолет «22» под моторы М-105 и М-107. При этом оговаривались максимальные скорости 590 км/ч и 650 км/ч соответственно. Самолет с М-105 предписывалось сдать на государственные испытания к 1 июля 1940 года, а с М-107 — к 1 февраля 1941 года.
Согласно уточненному заданию самолет с двигателями М-105 должен был развивать скорость 590 км/ч на высоте 5000 метров (посадочная — 130 км/ч), иметь потолок 11 000 метров и летать на расстояние до 1200 км.
Заводскими испытаниями опытного экземпляра ББ-22 № 1002 с моторами М-105, переделанного из ББ-22 войсковой серии, но не имевшего вооружения, занимались инженер Ф. В. Пименов и летчик-испытатель завода № 81 П. Н. Моисеенко. Проходили они с 31 марта (первый полет 1 апреля) по 23 апреля 1940 года.
После чего приступили к устранению выявленных недостатков, но на повторных испытаниях 23 мая произошла авария. Летчик-испытатель П. Н. Моисеенко, руливший на повышенной скорости, крепко зацепил два СБ. Но если скоростные бомбардировщики удалось отремонтировать, то ББ-22бис, отличавшийся неразъемным крылом, пришлось списать.
>ББ-22 № 1002 — первый прототип самолета Як-4.
>Раскапотированная мотогондола двигателя М-105 самолета ББ-22 № 1002.
В выводах отчета, утвержденного А. С. Яковлевым, по результатам заводских испытаний говорилось:
«1. Самолет ББ-22 № 1002 <…> имеет улучшение летных данных:
Максимальная скорость 574 км/ч на расчетной высоте 4800 м.
Скороподъемность до высоты 5000 м — 5,45 мин.
2. Температурный режим мотора находится в пределах допустимой эксплуатации…
3. В связи с увеличением запаса горючего дальность <…> увеличилась до 960 км на скорости 0,87 от максимальной.