ТТТ к БШ-2 АМ-35 были утверждены А.Д.Локтионовым 15 февраля, и уже на следующий день на 39-м авиазаводе началась постройка двух опытных штурмовиков. На машиностроительном заводе им. Г.К.Орджоникидзе в Подольске были изготовлены первые два экспериментальных бронекорпуса…
Однако вскоре, ввиду того, что мотор АМ-35 не прошел в феврале 1939-го 100-часовые государственные испытания, все работы по опытным машинам были приостановлены.
В марте 39-го мотор АМ-35 после доработки успешно отработал на заводских испытаниях и в апреле вновь был предъявлен на повторные государственные испытания, которые прошел удовлетворительно.
9 июля С.В.Ильюшин доложил наркому авиационной промышленности М.М.Кагановичу о готовности первого опытного экземпляра штурмовика БШ- 2 № 1 (ЦКБ-55 № 1) к проведению заводских испытаний. Однако нарком потребовал от ОКБ проведения статических испытаний крыла и оперения до 67% от расчетной нагрузки и балансировки рулей машины.
Через двадцать дней, 29 июля 1939 г., вышло Постановление комитета обороны № 226 "О создании модифицированных бомбардировщиков и новых опытных бомбардировщиков и штурмовиков на 1939-40 гг.", которое обязывало С.В.Ильюшина передать на государственные испытания первый экземпляр бронированного штурмовика БШ-2 в сентябре 1939 г., а второй экземпляр – в ноябре этого же года.
15 августа "во исполнение Постановления КО от 29.07.39" вышел приказ по НКАП № 256, который освобождал Тпавного конструктора т. Ильюшинв от всех работ, кроме модификации ДБ-3 2М-88 и постройки бронированного штурмовика БШ-2…"
Проведение статических испытаний и устранение недостатков первого экземпляра опытного штурмовика ЦКБ-55 затянулись до октября 39-го. Только 2 октября БШ-2 № 1 под управлением В.К.Коккинаки совершил первый испытательный полет, который длился всего 10 минут, так как мотор перегревался, а самолет валило влево. 30 декабря В.К.Коккинаки поднял в воздух 2-й опытный БШ-2 № 2 (ЦКБ-55 № 2).
Заводские испытания опытных машин затянулись на 5 месяцев и продолжались до 26 марта 1940 г.
Проблемы с доводкой машин были связаны главным образом с неудовлетворительной работой мотора АМ-35, проходившего летные испытания впервые, и системы охлаждения воды и масла (охлаждение мотора и его систем, особенно на режимах взлета и набора высоты, было недостаточным).
В письме от 28 января 1940 г. на имя нового наркома авиапромышленности А.И.Шахурина С.В.Ильюшин отмечал, что: "…Первый опытный самолет бронированный штурмовик (БШ АМ-35) был выпущен в полет 2 октября 1939 года. На самолете были забронированы все жизненные части, включая и радиаторы водяной и мвсляный. Эти радивторы установлены в специальном канале бронированного фюзеляжа. В полете была обнаружена недостаточная эффективность охлаждения в этом канале. Было выполнено несколько вариантов размещения. Первый вариант, с которым самолет был выпущен – гликолевое охлаждение, второй вариант – маслорадиатор (новый) был щынесен из фюзеляжа в бронированный туннель под фюзеляж. Жидкостный радиатор был увеличен, отказались от гликоля и перешли на воду под давлением. Вода оказалась в норме. Масло грелось. Третий вариант – водяной и масляный радиаторы вынесены под фюзеляж. Считаю долгом доложить, что в этом бронированном самолете мы встретились с серьезными трудностями в осуществлении такой системы охлаждения, которая б amp;ла бы полностью забронирована от пуль и была бы достаточно эффективна. Такая задача решается нами впервые и требует времени для ее решения".
БШ-2 №2. Государственные испытания, апрель 1940 г.
На расширенном совещании в наркомате авиапромышленности в апреле 1940-го Главный конструктор мотора АМ-35 А.А.Микулин выступил с резкой критикой предложенной ОКБ С.В.Ильюшина схемы размещения мотора в бронекапоте и системы его охлаждения. В частности он указывал, что ОКБ Ильюшина для БШ-2 разработало свой радиатор, тогда как в производстве уже есть хорошо отработанные водо- и маслорадиаторы к мотору, с которыми последний работает нормально. Кроме этого, Микулин особо отметил, что все работы по созданию нового штурмовика ведутся без учета необходимых условий для нормальной работы мотора, а рекомендации моторостроителей игнорируются. "…В этом броневике не сделано ни одной дырки для охлаждения мотора, как же он будет после этого нормально работать…", – в сердцах восклицал Александр Александрович…
В конце концов, ОКБ С.В.Ильюшина остановилось на следующем варианте размещения водяного и масляного радиаторов. Водяной радиатор, с увеличенной поверхностью охлаждения, разместился в воздушном канале фюзеляжа и занял всю его ширину, а масляный радиатор был перенесен под бронекорпус и установлен в прямоугольной бро- некорзине, в передней части которой имелась бронезаслонка, полностью закрывавшая входное отверстие масляного радиатора при обстреле с земли во время атаки или при вынужденной посадке с убранными шасси. Система охлаждения работала под избыточным давлении в 1,8 атмосферы.
Для охлаждения свечей системы зажигания двигателя и выхлопных патрубков, а также для продува внутренней полости бронекорпуса его передние боковые и нижняя бронекрышки выполнялись в виде заборников воздуха, который выходил из бронекорпуса через бронекарманы, установленные за выхлопными патрубками мотора.