Куда успешнее сложилась судьба «дублера», именовавшегося СБ-2ИС, а также АНТ-40-2 и «самолет 40И». Поначалу он шел вне официального плана. К 1 июля 1934 г. проект был готов на 30–35 %, но уже с 15 мая начали строить опытный образец. Как и в случае с первой машиной, проектирование и изготовление самолета велись параллельно.
К 1 октября все основные детали были уже готовы, на заводе приступили к сборке лонжеронов и шпангоутов центроплана. С завода сообщали: «Производственные работы развернуты полностью». К этому времени СБ-2ИС уже вошел в план опытно-конструкторских работ, где пункт о двигателях дополнили упоминанием «Испано-Сюизы». Требования к летным данным обоих вариантов оставались теми же.
СБ-2РЦ на заводских испытаниях. 1 сентября 1935 г
АНТ-40-2 отличался от своего предшественника не только мотоустановкой. Выросли размах и площадь крыла, так же как площадь горизонтального оперения. Почти вдвое увеличился объем бензобаков.
При этом вес пустого самолета вырос не так уж сильно.
На АНТ-40-2 стояли два мотора Испано-Сюиза 12Ybrs по 780 л.с., вращавшие двухлопастные металлические винты фиксированного шага, изготовленные заводом № 28. Ступицы винтов прикрывались небольшими коками. Форма и размеры мотогондол были близки к АНТ-40, но в передней части капоты имели теперь не круглую, а овальную форму. Охлаждение двигателей обеспечивалось лобовыми сотовыми радиаторами. Спереди они прикрывались горизонтальными жалюзи, а на выходе поток воздуха регулировался поворотными совками.
Сборку и регулировку самолета закончили к новому году. 30 декабря 1934 г. летчик Н.С. Журов совершил на АНТ-40-2 первый полет. Несмотря на зиму, самолет взлетал на колесах. Заводские испытания шли до 21 января 1935 г. Максимальная скорость на высоте 4000 м достигла 430 км/ч, далеко перекрыв требования задания. Очень хорошей была и скороподъемность.
Военные начали торопить с передачей машины на государственные испытания. Требовали уже к 20 января представить СБ-2ИС в НИИ ВВС. 8 февраля М.Н. Тухачевский, курировавший все новые вооружения РККА, утвердил программу государственных испытаний. Экипаж из НИИ ВВС для СБ-2ИС назначили еще раньше, 23 января. В него вошли пилот Миндер, штурман Бряндинский, летнаб-хронометрист Нольде и техник Обыденников.
С 8 февраля в Щелково начались государственые испытания. Они велись как совместные. Параллельно с военными на бомбардировщике летал экипаж Журова из ОЭЛИД ЦАГИ. Скорость намеряли ниже, чем на заводских испытаниях — 351 км/ч. Дело в том, что самолет установили на неубиравшиеся в полете лыжи, изрядно ухудшавшие аэродинамику. Но и это было большим скачком вперед по сравнению с состоявшими на вооружении бомбардировщиками. Кроме К.П. Миндера в облете СБ-2ИС участвовали М.М. Громов, А.И. Филин и А.Б. Юмашев.
3 марта 1935 г. СБ-2ИС потерпел аварию. Проводился замер скорости на малых высотах. Вдруг появилась сильная вибрация крыльев. Миндер тут же выключил моторы и сделал «горку». После посадки обнаружили вздутие обшивки крыла. Впоследствии причину нашли — на самолете возник еще ранее не встречавшийся изгибно-крутильный флаттер. Его удалось победить, увеличив весовую компенсацию элеронов.
Самолет же месяц пробыл в ремонте. Прежде, чем вновь предъявить его на государственные испытания, в ЦАГИ решили сначала проверить, насколько эффективны переделанные элероны и возникнет ли вновь вибрация. Кроме того, в ходе ремонта внесли изменения в хвостовое оперение — увеличили площадь стабилизатора, заменили отгибаемую на земле пластинку-флеттнер на управляемый в полете триммер (попутно увеличив его размеры на 40 %) и повернули стабилизатор на -1 градус. Все это должно было улучшить устойчивость.
В результате серии полетов выяснили, что элероны стали работать эффективнее, вибрация пропала, устойчивость улучшилась, но незначительно. Зато возникла новая «болячка» — перегрев двигателей. Когда температура на земле подошла к 20 градусам тепла, нормально взлетать просто стало невозможно. На рулении моторы нагревались так, что самолет отстаивался у полосы и только потом взлетал. Попробовали поставить на одном двигателе увеличенный радиатор и сделать управляемые щели в верхней части капота. Охлаждение немного улучшилось, но щели вызвали интенсивное вихреобразование и тряску хвостового оперения. Практически до начала второго этапа государственных испытаний справиться с нагревом моторов не удалось.
СБ-2ИС вновь сдали НИИ ВВС 16 июня 1935 г. Летал опять экипаж Миндера. Самолет испытывался на колесах и зафиксированная максимальная скорость дошла до 404 км/ч на высоте 5000 м. Бомбардировщик показал хорошую скороподъемность, большой практический потолок. Но вместе с тем в отчете об испытаниях отметили недоведенность мотоустановки, недостаточную продольную и поперечную устойчивость, тенденцию накреняться при наборе скорости. Верхняя турель была установлена нежестко, давая большой разброс пуль при стрельбе. Обнаружились вибрации подмоторной рамы, передававшиеся конструкции планера. А различные неудобства эксплуатационного свойства составили длинный-предлинный список. Желание предельно ужать мидель машины привело к очень плотной компоновке агрегатов и затрудненности доступа ко многим из них.