Особое внимание при создании самолета, оснащенного двигателем М-34ФРН мощностью 1275 л.с. и, строго говоря, по причине большого веса и габаритов для установки на истребители не предназначавшегося, было уделено улучшению аэродинамики. С этой целью Ильюшин предложил два нестандартных варианта системы охлаждения.
Один из них подразумевал использование в системе охлаждения вместо воды этиленгликоля, имеющего температуру кипения более 190° С, что позволяло поднять температуру жидкости в радиаторе до 120–130 градусов и уменьшить его габариты, что соответственно снижало его аэродинамическое сопротивление. К минусам такой схемы относились сложность эксплуатации собственно этиленгликоля вследствие его химической активности и потеря мощности двигателя, работавшего при постоянной повышенной температуре.
Еще более нетрадиционным был второй предложенный вариант, подразумевавший отказ от радиатора и использование пароконденсаторной системы[18] – в этом случае доведенная до кипения вода в системе охлаждения в виде пара поступала в расположенный в крыле конденсатор, где охлаждалась и снова поступала к двигателю. Такая схема позволяла не только избавиться от выступающего в поток воздуха радиатора, но и существенно снижала массу системы охлаждения и количество воды в ней.
Однако проведенные испытания показали, что использование пароконденсаторной системы не оправдало ожиданий в сочетании с попыткой установить тяжелый двигатель на легкий скоростной истребитель, и работа над проектом Ильюшиным в 1937 году была прекращена.
Основная деятельность КБ сосредоточилась на доводке бомбардировщика ДБ-3. Самолет, в частности, получил новый двигатель – сперва имеющие взлетную мощность до 950 л.с. М-86, а затем, после долгой доводки, уже в 1939 году – М-87.
Новые замечания к самолету появились в ходе боевой эксплуатации бомбардировщиков в период войны против Финляндии. Одной из основных проблем стала недостаточная защита. Представители ВВС потребовали сгруппировать вместе и прикрыть броней топливные баки, обеспечить их системой заполнения инертным газом, улучшить бронезащиту экипажа.
Недостатки вскрылись и в схеме бортового вооружения – стрелковые установки имели непростреливаемые «мертвые зоны», чем пользовались истребители противника. Малоэффективной оказалась носовая установка, из которой должен был вести огонь штурман. Кроме того, верхнюю турель и нижнюю люковую установку обслуживал один член экипажа, что также не лучшим образом влияло на эффективность отражения атак истребителей.
Оснащенные моторами М-86 и М-87 самолеты ДБ-3 дорабатывались в течение длительного времени, в том числе после прекращения их серийного выпуска. Однако было очевидно, что для соответствия все возрастающим требованиям необходимы более кардинальные изменения.