Опыт боевого применения СБ в Испании и Китае показал уязвимость самолета со стороны задней полусферы. Колпак кабины стрелка, хорошо обтекаемый и не выступающий за контуры фюзеляжа, существенно ограничивал ему обзор задней полусферы. Подготовка к бою верхней турели требовала определенного времени, которого порой не хватало в воздушном бою при стремительной атаке противника. Условия боевой работы стрелка, вынужденного в воздушном бою высовываться в воздушный поток, не способствовали успеху. Обзор задней полусферы под самолетом, откуда главным образом и атаковал противник, был совершенно недостаточен, а люковая установка, предназначенная для отражения этих атак, имела очень ограниченные углы обстрела.
Выполняя требования военных летчиков конструкторы оружия Г.М.Можаровский и И.В.Веневидов разработали для СБ новые стрелковые установки МВ-3 и МВ-2 с пулеметами ШКАС. Верхняя экранированная турель МВ-3 имела шарообразный обтекатель-колпак, который обеспечивал стрелку не только отличный обзор верхней задней полусферы, но и защиту от воздушного потока. К тому же такая установка была постоянно готова к бою. Для повышения маневренности турель МВ-3 была оборудована аэродинамическими компенсаторами, уравновешивающими действие воздушного потока на ствол пулемета и значительно уменьшающими усилия для вращение турели в горизонтальной плоскости. В вертикальной плоскости перемещение оружия облегчалось расположением клыкообразных опор крепления пулемета вблизи его центра масс. Благодаря этому турель МВ-3 легко вращалась на 360 градусов на разных скоростях самолета и на разных высотах полета. Турель МВ-3 позволяла вести быструю наводку пулемета на скоростную воздушную цель.
Люковая установка МВ-2 имела пулемет, выдвигающийся из кабины стрелка в поток за габариты фюзеляжа. Коленный оптический прицел ОГТ-2 значительно улучшил обзор в нижней части задней полусферы. Кроме того, для улучшения обзора из кабины летчика назад и в стороны на переднем неподвижном козырьке кабины были установлены зеркала заднего и бокового обзоров. На испытаниях самолета СБ с двигателями М-100А и с модернизированным оборонительным вооружением в мае-июне 1937 г были получены хорошие результаты, при этом летные данные снизились незначительно: максимальная скорость составляла 412 км/час на высоте 4000 м.
Учебные воздушные бои показали значительное преимущество новых турелей МВ-3 и МВ-2, которые обеспечивали в 2–3 раза больше попаданий в цель, чем прежние пулеметные установки. Модернизированный самолет был рекомендован в серийное производство. Однако вплоть до 1940 г новые турели устанавливались лишь на отдельных самолетах, которые должны были замыкать боевой строй бомбардировщиков. Только существенные потери СБ после советско-финской войны вынудили начать установку новых турелей МВ-3 и МВ-2 на серийных самолетах. Однако время было упущено и большинство самолетов СБ-2 участвовало в воздушных боях 1941-42 годов с устаревшим оборонительным вооружением. Немецкие летчики хорошо изучили уязвимые места бомбардировщиков СБ с таким вооружением еще с Испании и увеличили счет своих воздушных побед.
СБ-2М-103 (серийный 2\83) с дополнительным подвесным бензобаком на госиспытиниях осень 1938 г.
Подвесной бензобак на бомбодержателе Дер-19.
СБ-2М-103
Летчики, получившие опыт боевого применения СБ, неоднократно требовали увеличения бомбовой нагрузки с 600 до 1200–1500 кг. Лишь с появлением более мощного двигателя М-103 удалось решить эту задачу. Мотор М-103 представлял собой модификацию исходного М-100. Основными его отличиями от М-100 и М-100А были следующие показатели: увеличение степени сжатия с 6 до 6,6; увеличение высотности до 4000 м путем изменения передачи к приводному центробежному нагнетателю с 10 до 11; увеличение мощности до 960 лс путем форсирования по оборотам и наддуву со снятием ограничений по времени работы на этом режиме.
В феврале 1937 прошли госиспытания двигателя М-103. Первый самолет с новым двигателем проходил госиспытания с 27 июля по 19 сентября 1938 г, на которых он показал следующие результаты (Таблица 2, 5я колонка). После некоторых усовершенствований СБ 2М-103 завода No.22 (серийный № 2/83) стал эталоном для серийного производства на второе полугодие 1938 г. В нем были реализованы следующие новшества: наружные держатели типа Дер-19 в обтекателях под центропланом для бомб массой 250 и 500 кг, что давало увеличение бомбовой нагрузки до 1500 кг; установка фотокамеры АФА-13; электрогидравлическая система управления шасси, бронеплита (6 мм) у летчика, механический бомбовый прицел в кабинах штурмана и пилота.
С нормальным взлетным весом 6175 кг максимальная скорость составила 419 км/час на высоте 4000 м, а время подъема на высоту 4000 м — 6,55 мин. В перегрузочном варианте (7750 кг) с полными баками горючего и бомбовой нагрузкой 1500 кг максимальная скорость незначительно снизилась, а радиус действия увеличился и составил 600 км. Увеличенная бомбовая нагрузка и возможность использование ВАП (выливной авиаприбор предназначался для напалма или жидкого ОВ) значительно расширяли возможность боевого использования самолета. Несмотря на некоторое ухудшение летных данных с максимальной бомбовой нагрузкой СБ с двигателями М-103 оставался в классе скоростных бомбардировщиков.
Таким образом, с 96й серии был запущен в массовое производство окончательно доведенный бомбардировщик СБ. СБ-2М-103 стал выпускаться с сентября 1938 г, всего было изготовлено около 300 самолетов этой модификации. В 1938 авиазавод No.22 выпустил 15 °CБ различных модификаций, включая 29 учебных самолетов и две серии (85я и 89я) гражданской версии ПС-40.
СБ с учебной кабиной
Массовое производство самолета СБ-2 и его освоение в строевых частях потребовало создание учебно-тренировочного варианта. Эту задачу пытались решить в 1937 г на СБ-2М-100А, который был оборудован кабиной штурмана со вторым управлением. Однако испытания показали, что новая кабина ухудшила работу штурмана и аэродинамику самолета. С 11 по 16 марта 1938 г прошли государственные испытания СБ, оборудованного специальной открытой кабиной летчика-инструктора Ф-1, установленной вместо кабины штурмана.
Для этого был использован один из серийных самолетов авиазавода No.22, оборудованный специальной учебной кабиной, имевшей второе управление и все приборы, необходимые для летчика-инструктора. Конструкция кабины была разработана таким образом, что ее можно было устанавливать взамен кабины штурмана в строевых частях. После успешных испытаний самолет строился небольшой серией под обозначением УСБ. Всего за 1938 г было изготовлено 110 учебных кабин, из них 29 поставили на новые самолеты, а 81 кабину в виде комплектов для переделки отправили в авиашколы и строевые части.
СБ-2 М-103 (серийный № 1/83) с выливным авиаприбором ВАП-500 под крылом на госиспытапиях, лето 1938 г.
СБ-2 с усовершенствованной топливной системой
В 1938–1939 гг КБ А.А.Архангельского разработало ряд улучшений для повышения боевой и эксплуатационной эффективности СБ. Были установлены протестированные фибровые топливные баки, повышающие боевую живучесть самолета. На одном из самолетов СБ-2 М-103 (96-й серии) были установлены на бомбодержателях Дер-19 два подвесных бензобака емкостью 368–372 л. Испытания СБ с взлетным весом 6175 кг прошли успешно с 20 сентября по 8 октября 1938 г. Была достигнута максимальная скорость 392 км/час.
С 11 февраля по 7 апреля 1939 г были проведены испытания системы так называемого двойного питания двигателей. На самолете СБ-2 М-103 № 17/1 в крыльевые баки заливали бензин марки 2Б78 или ЗБ74 с высоким октановым числом. Он использовался при взлете и наборе высоты, а также для полета на максимальной скорости до высоты 6000 м, то есть для работы двигателей на наиболее напряженных режимах. В баках центроплана заливали бензин марки ЗБ70 с более низким октановым числом. Его использовали на крейсерских режимах полета.