Специальная комиссия под председательством А. В. Ляпидевского сделала вывод о том, что причиной катастрофы явился переход самолета в плоский штопор. Но при этом остался открытым вопрос, почему это произошло, почему экипаж оказался над Тушино.
По-видимому, в воздухе разрушился правый мотор, о чем свидетельствуют фотографии аварийного акта. Затем последовала потеря летчиком пространственной ориентации в облаках. Определенную роль сыграли недостаточный опыт Головина на СПБ и малый запас продольной устойчивости самолета на критических режимах.
Аварийная комиссия рекомендовала: 1) продолжить заводские испытания СПБ № 2/0, 1/1 и 3/1; 2) обязать главного конструктора Поликарпова продуть в натурной аэродинамической трубе ЦАГИ самолет и внести соответствующие изменения в конструкцию; 3) пересчитать СПБ на штопор, получить заключение ЦАГИ.
Для продувок в ЦАГИ передали СПБ № 1–0. Отремонтированный № 2–0 привели в летное состояние.
В начале мая 1940 г. начальник ВВС Смушкевич сообщил Сталину, что вопрос о принятии на вооружение пикирующего бомбардировщика «100» или СПБ решится в ближайшие дни.
6 мая очередной испытательный полет СПБ № 2–0 закончился аварией: в воздухе заклинило левый мотор, и машина сделала вынужденную посадку на аэродроме в Щелково.
15 мая 1940 г. начальник ГУАС КА Алексеев писал наркому обороны Тимошенко о том, что надо «перейти на СБ-РК, но не сокращать программу по СПБ».
16 мая летчик Кудрин на СПБ № 2–0 из-за производственного дефекта попал в аварию: отлетело ушко триммера левого руля направления. Кудрин с трудом погасил скорость и произвел посадку на Центральном аэродроме.
После этой аварии начальник ГУАС КА в новом письме наркому обороны стал ратовать за запуск в производство самолета «100», прекратив выпуск СПБ.
Позже об этом же Смушкевич писал и наркому авиапромышленности Шахурину. Фактически участь самолета уже была решена. Но испытания пока еще продолжались.
27 мая летчик М. А. Липкин вылетел на СПБ № 3–1. На высоте 2000 м упало давление масла правого двигателя. Выключив его, Липкин пошел на посадку на аэродром завода № 22, заполненный серийной продукцией — бомбардировщиками СБ. Немного не дотянув до начала посадочной полосы, Липкин задел стабилизатором винт СБ. Самолет ударился о землю, подпрыгнул, снес шасси и упал. Экипаж остался жив.
Несмотря на решения ВВС и НКАП, 1 июня 1940 г. Комитет Обороны предписал выпустить 15 машин СПБ войсковой серии.
14 июня 1940 г. начальник летной группы НКАП М. М. Громов, ознакомившись с результатами испытаний, написал заместителю наркома А. С. Яковлеву: «Моторный агрегат не доведен».
Но к этому времени ЦАГИ на основании полученных материалов установил критическую скорость флаттера крыла при условии частичной статической балансировки элеронов равной 858 км/ч, при несбалансированных элеронах — 500 км/ч. Изменить эту скорость можно было установкой в носке элеронов дополнительных грузов. Это сделали на находившихся на заводе СПБ. Экземпляр № 1–1 был уже на аэродроме, и на нем грузы не устанавливались. Н. А. Жемчужин на основании поведения самолета на максимальной скорости считал методики ЦАГИ недостаточно точными и поэтому значения критической скорости флаттера более высокими. Его волновал возможный флаттер оперения. Поэтому в очередной полет для испытания на флаттер в экипаж, возглавляемый М. А. Липкиным, включили инженера Г. А. Булычева.
20 июля 1940 г. самолет поднялся в небо. По свидетельству очевидцев, машина, летя с высокой скоростью на высоте 2000–2500 м, стала рассыпаться. Экипаж погиб.
Аварийная комиссия, проработав всего два дня, назвала наиболее вероятной причиной катастрофы изгибно-элеронный флаттер крыла. Это объяснение было сделано ввиду отсутствия на элеронах противофлаттерных грузов. Однако при осмотре обломков самолета и, в частности, более сохранившейся левой консоли не обнаружилось повреждений, присущих данному виду флаттера: смятых листов обшивки, складок, волн, следов ударов элеронов. Николай Николаевич не согласился с мнением комиссии. Он считал более вероятными другие причины: отрыв носка крыла, отрыв двигателя от моторамы или всей мотогондолы, обрыв тяги управления элероном.