В 1939 году начались испытания БШ-2, которые показали, какие неожиданные вещи случаются порой при оценке новой прогрессивной машины. Военные нашли, что скорость, дальность и бронирование ильюшинского штурмовика недостаточны. Они потребовали переделать самолет из двухместного в одноместный, убрав стрелка-радиста и пулемет, защищающий заднюю полусферу. За счет этого самолет должен был стать легче, должна была улучшиться его обтекаемость и повыситься скорость.
Новый одноместный вариант штурмовика был испытан летчиком В. Коккинаки осенью 1940 года и запущен в серию под названием Ил-2. За эту машину С. Ильюшину была присвоена Государственная премия II степени. Наступательное оружие новой машины было значительно усилено. Оно состояло из двух 23-мм пушек, двух 7,62-мм пулеметов, 400 кг бомб во внутреннем бомбоотсеке и восьми реактивных 82-мм снарядов, запускаемых с направляющих под крыльями. Но в результате всех изменений скорость серийного штурмовика снизилась до 400 км/ч. Это мешало летчикам правильно оценить высокие боевые качества ильюшинской машины.
В своей книге «С крыла на крыло» летчик-испытатель И. Шелест прекрасно передает то чувство неловкости, которое каждый раз охватывало его при виде Ил-2. Шелест был молод, ему хотелось блеснуть своим умением, а вместо этого он должен был испытывать на устойчивость и управляемость Ил-2, головную машину одного из авиазаводов. «На фоне опытных истребителей, — пишет летчик, — мой самолет выглядел не последней моделью — слишком громоздкий, неуклюжий, с толстым крылом, на солидных, широко расставленных ногах шасси, с заостренным, как головка снаряда, стальным носом— Кабина, забронированная толстым стеклом и сталью, выглядела горбатой… Очень обыкновенный самолет…»
Но опытные, дальновидные специалисты уже тогда понимали, что Ильюшин создал шедевр. Известный летчик и парашютист JI. Минов сказал удивленному Шелесту после осмотра Ил-2: «У нас его пока недооценивают, а зря, очень дельная штука… Быть в воздухе неуязвимым— это дело! К счастью, у немцев таких нет!» И действительно, у немцев не только у самих не было таких машин, но для них оказалось полной неожиданностью наличие бронированных штурмовиков у нас. Причем узнать об этом им пришлось самым неприятным образом…
Штурмовики С. Ильюшина фашистские вояки называли «черной смертью». И для этого у них были основания: хорошо бронированные и отлично вооруженные летающие танки Ильюшина были специально предназначены для нанесения ударов по любым наземным целям: танкам, артиллерии, дотам, блиндажам и т д. Начало этим машинам положил двухместный самолет ЦКБ-55, созданный ильюшинским коллективом в 1938 году. После испытаний этой машины в 1940 году появился одноместный ЦКБ-57, хорошо показавший себя в первые же месяцы войны. В 1942 году создается двухместный Ил-2, а в конце 1944 года в авиационные части начали поступать более мощные ильюшинские штурмовики Ил-10. Имея скорость 420–510 км/ч, «илы» несли 23-мм или 37-мм пушки, 12,7 мм пулеметы, 82-мм или 132-мм реактивные снаряды, бомбы. Ильюшинский штурмовик стал самым массовым самолетом в истории авиации: их было выпущено 41 129 (Ил-2 — 36 163, Ил-10 — 4966).
430-й штурмовой авиаполк, получивший новые штурмовики накануне войны, свой первый боевой вылет совершил 5 июля 1941 года. Командиру полка было приказано нанести удар по скоплению танков и автомашин на аэродроме Бешенковичи, что неподалеку от Орши. Девятка «илов» вышла к аэродрому на бреющем полете и появилась над летным полем неожиданно. Танки и броневики стояли рядом без всякой маскировки, дымились кухни, сновали там и сям солдаты. Зенитная артиллерия молчала: силуэты наших штурмовиков были еще неизвестны врагу…
Стокилограммовые фугасные бомбы замедленного действия покрыли летное поле аэродрома, застрекотали пушки и пулеметы, потом сошли с направляющих и устремились к земле реактивные 82-мм снаряды. Все на земле пришло в движение. Заполыхала техника, заухали взрывы, зенитки точно с цепи сорвались: все воздушное пространство было пронизано снарядами. И тем не менее все девять штурмовиков вернулись на базу, впервые продемонстрировав свою фантастическую живучесть: на некоторых машинах было больше двухсот пробоин. А спустя несколько дней на одном из участков фронта штурмовики 430-го авиаполка прижали к земле наступавшие фашистские войска и спасли от разгрома отступавшую с тяжелыми боями советскую стрелковую дивизию.
Первые же дни войны показали, что Ил-2 оказался самым лучшим и самым нужным для наземных войск самолетом. В апреле 1942 года постановлением Совнаркома С. Ильюшин был вторично удостоен Государственной премии за одну и ту же машину — Ил-2. И нужно сказать, самолет заслуживал двух премий. Осенью 1941 года, когда из-за эвакуации авиазаводов резко сократилось количество вводимых в строй самолетов, на восточные заводы легла особо большая нагрузка. Но эти заводы, получив задание выпускать «илы», медленно разворачивали производство штурмовика, продолжали по инерции выпускать ранее освоенный истребитель МиГ-3. На это Государственный Комитет Обороны реагировал телеграммой директорам этих заводов, могущей служить высшей аттестацией ильюшинских штурмовиков: «Самолеты Ил-2 нужны нашей Красной Армии теперь как воздух зпт как хлеб тчк Нам нужны не МиГи зпт а Ил-2 тчк».
Первые месяцы войны показали, как прав и дальновиден был Ильюшин в своей уверенности в перспективности бронированного штурмовика. Они показали также: он был прав и в том, что такой штурмовик должен быть двухместным, со стрелком-радистом, способным пулеметным огнем прикрывать заднюю полусферу своего самолета от атак вражеских истребителей. Летчики-испытатели, принявшие участие в первых боевых вылетах 430-го штурмового авиационного полка, не уставали твердить о необходимости возврата к двухместному варианту. Кое-где в боевых частях летчики и техники стали сами переделывать одноместные машины в двухместные. Яркое описание первого вылета на таком переделанном штурмовике дал в своих воспоминаниях Герой Советского Союза полковник А. Карпов: «С волнением поглядываю на техника, сидящего сзади с пулеметом в руках. А вот и «мессершмитты». Обнаружив штурмовиков, они сразу же идут в атаку. Техник, предупрежденный мною, зорко следит за ними, выжидает удобный момент. А фашист нагло подходит вплотную. И вдруг всегда молчавший хвост штурмовика оживает. Одна, вторая, третья очереди — виден вспыхнувший ярким пламенем «мессершмитт». Победа!»
Фронтовой опыт не мог быть оставлен без внимания. В феврале 1942 года было принято решение вернуться к двухместной машине. Только с условием, чтобы их выпускалось не меньше. И уже в марте началось массовое производство Ил-2 в его двухместном варианте. При этом конструкторы внесли в новую модель ряд усовершенствований. 20-мм пушки ШВАК были заменены более эффективными 23-мм пушками ВЯ. Самолет стал полностью металлическим. Двигатель АМ-38, устанавливавшийся на Ил-2 с 1941 года, был форсирован с 1600 до 1750 л.с., что позволило увеличить скорость до 420 км/ч.
Конструкция ильюшинских штурмовиков продолжала совершенствоваться вплоть до последнего дня войны. В начале 1943 года оборонные заводы стали выпускать для кабин Ил-2 бронестекло в 25 раз прочнее обычного. В дополнение к реактивным снарядам на вооружение штурмовиков с лета 1943 года были взяты противотанковые кумулятивные бомбы и мощные 37-мм пушки. Появился морской вариант штурмовика, способного нести торпеды.
В конце 1944 года на базе Ил-2 был создан еще более совершенный штурмовик Ил-10. Скоростной профиль крыла, шасси, полностью убирающиеся в крыло, мотор АМ-42 мощностью 2000 л. с. позволили новой машине развивать у земли скорость 507 км/ч, а на высоте 2800 м—550 км/ч. Была увеличена и огневая мощь — четыре пушки сначала 20-мм, а потом 23-мм. Помимо основного варианта, конструкторы спроектировали улучшенный тип Ил-10М с еще более мощным вооружением. Штурмовик и ближний бомбардировщик Ил-10 в случае необходимости мог выполнять и задачи истребительной авиации.