На серийных Ан-24 впервые в практике советского авиастроения применили микроэжекторную воздушно-тепловую ПОС, которая на 30-40% была более эффективной по сравнению с ранее используемыми. При возникновении угрозы обледенения она служила для обогрева передних кромок крыла и стабилизатора. Учитывая новизну этой системы, не приходится удивляться, что у производственников возникли сложности при освоении изготовления ее трубопроводов.
Эталоном для серийного производства стал самолет № 00-06 (СССР-46708), на котором провели большой комплекс доработок. В т.ч. на этой машине установили более современное радионавигационное оборудование, внесли изменения в электросистему, ПОС и СКВ, летный экипаж было решено сократить до двух летчиков, хотя в испытательных полетах, как и прежде, продолжали участвовать штурман, борттехник и радист. В распоряжение ОКБ эта машина поступила в ноябре 1961 г., а в январе следующего года прошли ее контрольные испытания. По их результатам удалось «снять» около 150 замечаний. По условиям взлета с одним отказавшим двигателем максимальную взлетную массу самолета определили в 19,2 т в стандартных условиях. Хотя дефектов еще хватало, но они носили, в основном, производственный характер (монтаж, пайка и т.п.) и не влияли на безопасность полетов.
Затем машину № 00-06 отправили в Якутск, где она успешно прошла испытания в условиях низких температур. Сложнее обстояло дело со всережимным флюгированием воздушных винтов, с которым «воевали» очень долго. Когда с этим делом справились, парк Ан-24 налетал уже более 25 млн. ч, причем без особых проблем, поэтому внедрять доработку силовой установки признали нецелесообразным.
В начале 1962 г. на заводе № 473 приступили к полномасштабному серийному производству машины. 31 января заводской экипаж во главе с Ю.М. Сорокиным поднял в воздух самолет № 00-07 (СССР-46709). В апреле его передали 86-му авиаотряду Украинского УГА (киевский аэропорт «Жуляны») для проведения эксплуатационных испытаний, к которым позднее подключили еще три Ан-24 (сер. №№ 00-08, 00-09, 00-10, борта СССР-46710, -46711 и -46712, соответственно). Согласно приказу начальника ГУ ГВФ при Совмине СССР № 188 от 31 марта 1962 г., на каждом из двух первых самолетов, поступивших на испытания, был установлен налет 300 ч (300 посадок). В приказе также говорилось: «… Полеты на самолетах Ан-24 выполнять без пассажиров по линиям Киев-Днепропетровск, Донецк-Луганск, Киев-Запорожье-Бердянск-Жданов, Киев-Полтава-Сумы- Харьков, Киев-Николаев-Херсон-Каховка-Симферополь- Керчь, Киев-Винница, Киев-Ужгород-Львов-Киев. …На период эксплуатационных испытаний установить для самолета Ан-24 экипаж в составе двух человек: командир экипажа и второй пилот. Самолеты № 07, 08, 09, 10 до проведения на них доработок… комплектовать экипажем в составе трех человек – командир корабля, второй пилот и бортрадист (или штурман)…». И это было только начало эпопеи с установлением состава экипажа Ан-24.
Из самолетов нулевой серии только машины №N2 00-07 и 00-09 передали в киевский авиаотряд для регулярной эксплуатации, где они стали лидерными. На остальных продолжались различные специальные испытания или они стали наглядными пособиями. Причем самолеты №№ 00-04 и 00-06 летали недолго: первый из них вскоре пришлось списать после грубой посадки, а второй сгорел 29 июля 1962 г. в результате аварии в Тернополе.
Испытательный полет с имитацией отказа одного двигателя на взлете. Гостомель, 1961 г.
Доработанный самолет № 00-02. Основные стойки шасси закрыты обтекателями. Киевский аэропорт «Жуляны», 1961 г.
Первоначально многие комплектующие Ан-24 имели очень малый ресурс и надежность, неприемлемые для гражданской авиации. Например, ресурс двигателей в первое время составлял всего 300 ч, тогда как линейный Ан-24 мог налетать за один месяц 200 ч! Отвечавшее за свое детище антоновское ОКБ вело настоящую «войну» со смежниками за повышение качества их изделий. Учитывая специфику советской системы, проблемы неоднократно приходилось выносить на обсуждение высоких инстанций вплоть до ЦК КПСС и Совета Министров. Под нажимом властей ситуация постепенно менялась в лучшую сторону.
В начале лета 1962 г. свет увидела машина № 01-01 (СССР- 46713), которую 16 августа того же года поставили в 86-й авиаотряд. В «фирменной» документации первый серийный вариант «двадцатьчетверки» получил обозначение Ан-24А, хотя на практике оно не прижилось. Эта версия была рассчитана на перевозку 44-50 пассажиров. В конце салона находились буфет и туалет. Машины оснащались двигателями АИ-24 1 -й серии мощностью 2450 э.л.с., имели один подфюзеляжный гребень, двухщелевые закрылки центроплана, а также раздельные триммер и сервокомпенсатор руля направления. Несколько первых самолетов оснащались ВСУ АИ-8, которую затем заменили на ТГ-16. В состав БРЭО изначально входил локатор РПСН-2 «Эмблема», который оказался ненадежным и вскоре был заменен на «Гроза-24». С машины № 09-01 невырабатываемый остаток топлива уменьшен с 155 до 65 л, а с № 18-01 доработали систему аварийного выпуска шасси. Полная емкость топливной системы составляла 5100 л.