Такая конструктивно сложная система охлаждения ствола не обеспечивала выполнения заданных тактико-технических требований по быстрой смене ствола. Кроме того, универсальный станок конструкции Колесникова имел массу 40 кг и превышал, таким образом, технические требования по массе на 25 кг. Поэтому испытания первых опытных образцов станкового пулемета Дегтярева, проведенные в 1931–1932 гг., выявили несовершенство конструктивного решения.
Продолжая работы над пулеметом, Дегтярев перешел к массивному ребристому стволу, конструкция которого облегчала его изготовление и повышала удобство обращения с оружием при эамене нагретого ствола.
Над совершенствованием конструкции станкового пулемета Дегтярев работал до 1938 г. За это время было разработано и изготовлено несколько опытных образцов. Так, в 1933–1934 гг. Дегтяревым был представлен на испытания образец пулемета с питанием из ленты пулемета системы Максима, что в случае его принятия на вооружение облегчало снабжение войск, поскольку пулемет Максима еще состоял на вооружении Красной Армии. Несколько позже был разработан образец станкового пулемета под рассыпную ленту пулемета Максима — Виккерса. Оба образца имели совершенно оригинальные системы питания.
В 1934–1938 гг. проводились неоднократные испытания опытных образцов станкового пулемета Дегтярева, по результатам которых автор дорабатывал конструкцию в целях повышения боевых и эксплуатационных качеств. Это позволило в сентябре 1939 г. принять пулемет системы В. А. Дегтярева на вооружение Красной Армии под наименованием «7,62-мм станковый пулемет образца 1939 г. — ДС (Дегтярева станковый)». Пулемету придавался легкий треножный станок конструкции Дегтярева. Для увеличения дальности стрельбы (свыше 1000 м) к штатному винтовочному патрону была разработана тяжелая пуля образца 1930 г.
Пулемет ДС-39 имел двойной темп стрельбы и допускал быструю смену темпа огня (с 600 до 1200 выстрелов в минуту) при стрельбе по воздушным целям. Это обеспечивалось за счет включения смонтированного в затыльнике пружинного буфера. В 1940–1941 гг. конструктором были разработаны лыжная установка для перевозки пулемета в зимних условиях и зенитная тренога.
Серийное производство пулеметов ДС-39 было организовано на Ковровском заводе. И уже в 1940 г. количество их в войсках значительно превысило количество пулеметов Максима, производство которых в 1939–1940 гг. было практически прекращено.
Однако опыт эксплуатации пулемета ДС-39 в войсках и заводские приемо-сдаточные стрельбы выявили в пулемете ряд серьезных недостатков: разрыв патрона в ствольной коробке, демонтаж патрона с тяжелой пулей, низкую живучесть основных деталей пулемета, неудовлетворительную работу автоматики при запылении и низкой температуре. Работы, проведенные по устранению отмеченных недостатков, показали, что без существенной переделки пулемета положительных результатов получить невозможно. В связи с этим в июне 1941 г. производство пулеметов ДС-39 было прекращено и восстановлено изготовление пулеметов Максима.[105]
Несмотря на широкое распространение в армиях всех государств пулеметов, основным индивидуальным оружием пехотинца в 30-е годы по-прежнему оставалась магазинная винтовка. На вооружении Красной Армии находилась модернизированная в 1930 г. винтовка системы Мосина образца 1891/30 г. Модернизация магазинной винтовки не сняла, однако, вопроса об оснащении нашей армии автоматической винтовкой. Поэтому еще в середине 20-х годов наряду с развертыванием работ по проектированию ручного пулемета началась интенсивная разработка опытных образцов автоматических винтовок.
К их созданию вместе с другими конструкторами привлекается и Василий Алексеевич Дегтярев. Перед разработчиками была поставлена задача создания под 7,62-мм патрон образца 1908 г. автоматической винтовки массой не более 4 кг. Винтовка должна была обеспечивать ведение одиночного и автоматического огня, иметь штык и магазин на 25 патронов.
На первые конкурсные испытания, состоявшиеся в январе 1926 г., свои автоматические винтовки представили конструкторы В. Г. Федоров, В. А. Дегтярев, Ф. В. Токарев, И. Н. Колесников и В. П. Коновалов. Лучшими по результатам испытаний были признаны винтовки Федорова, Дегтярева и Токарева.
Автоматическая винтовка системы Дегтярева была разработана по типу его карабина образца 1916 г. с автоматикой, основанной на принципе отвода части пороховых газов через поперечное отверстие внизу канала ствола. Запирание осуществлялось разведением боевых упоров в стороны; питание — из неотъемного магазина, вмещающего 5 патронов. Длина винтовки со штыком равнялась 1480 мм, без штыка — 1150 мм.