Боевая живучесть бомбардировщиков снижалась отсутствием протектирования бензобаков. Самолет обычно загорался от второй очереди. Первая прошивала баки, бензин растекался по центроплану, а от второй очереди пары вспыхивали. Огонь перебрасывался в пилотскую кабину. Если летчик открывал фонарь, его тут же охватывало пламенем. Советские комбинезоны пропитывались бензином; человек продолжал гореть, уже вися на лямках парашюта. Основные потери СБ несли именно от пожаров в воздухе. Поэтому требовали ввести в центроплане противопожарные перегородки, протестировать баки. Потери личного состава предлагали снизить введением бронезащиты, в первую очередь – для пилота.

Настойчиво добивались дублирования или перемещения лебедки аварийного выпуска шасси от стрелка к пилоту. При ранении стрелка и повреждении пневмосистемы садиться приходилось исключительно «на брюхо». При этом обычно разбивали нижнюю часть фюзеляжа и створки бомболюков. Предлагалось даже сделать низ фюзеляжа отъемным.

На просторах Китая часто возникали трудности с навигацией. Работу штурмана существенно облегчил бы радиокомпас.

Имелись проблемы с обслуживанием и ремонтом. Чтобы залатать пробитый центропланный бензобак, надо было отстыковать плоскость, снять маслобак, бензоколлектор и два внутренних подкоса. На это четырем механикам требовались двое суток. В отчете бригады завода № 22, побывавшей в Испании, честно записано: «…с точки зрения ремонта конструкции самолет мало приспособлен».

Несмотря на поступающую с фронтов информацию и соответствующие требования УВВС, к весне 1938 г. СБ мало изменился по сравнению с сериями 1936 г. По мнению специалистов НИИ ВВС оборонительное вооружение являлось недостаточно мощным и малоэффективным, бомбовая нагрузка была маловата для самолета таких габаритов, электрооборудование «осталось на уровне 1935 г.». Кабины были все так же тесны и неудобны, крыло по-прежнему клепали заклепками с чечевичной головкой. Более того, аэродинамика бомбардировщика ухудшилась из-за изменения окраски. Если в 1936-37 годах СБ покрывали сравнительно гладкой светло-серой эмалью, то с начала 1938 г. перешли на «серебрянку» – алюминиевый порошок с лаком. Новое покрытие лучше держалось на металле, но являлось более шероховатым. Кроме того, через некоторое время бомбардировщики приобретали неопрятный вид – грязь и копоть от выхлопов въедались в «серебрянку» и удалялись с большим трудом.

В 1938 г. на СБ стали монтировать более мощные двигатели М-103. Этот мотор являлся дальнейшим развитием конструкции М-100. На нем для повышения номинальной мощности до 960 л.с. увеличили степень сжатия и провели небольшое форсирование по оборотам. За счет изменения привода к центробежному нагнетателю подняли наддув, увеличив расчетную высоту с 3300 до 4000 м.

По-видимому, впервые М-103 установили на экспериментальном самолете СБ-бис. На нем смонтировали пару М-103 с винтами ВИШ-2. Радиаторы были новые, но тоже лобового типа. Изменили и капотирование радиаторов и моторов. Самолет имел и еще ряд отличий от серийных «собратьев». Например, увеличенную кабину штурмана, оснащенную вторым управлением, большее по размеру костыльное колесо и измененное (электрогидравлическое) управление шасси, закрылками и совками капотов. Что-то из этого отбросили, что-то одобрили. СБ-бис испытывался в НИИ ВВС 15-21 сентября 1937 г. В 25-м по счету полете машина потерпела аварию.

Установка новых моторов поначалу почти не добавила скорости, поскольку ее еще не довели, кроме того, увеличенная кабина штурмана подняла лобовое сопротивление. В придачу возрос вес, а профиль крыла оказался искаженным производственниками. Разбег вырос, скороподъемность ухудшилась. Пилотирование из штурманской кабины сочли крайне неудобным. Можно было лишь взлетать и с изрядным трудом садиться. При этом на посадке штурвал упирался в грудь штурману. Звуковая сигнализация о невыходе шасси оказалась бесполезной – ее попросту не было слышно. Так что СБ-бис оказался лишь стендом для проверки некоторых конструкторских идей.

Затем М-103 установили на опытном самолете СБ-бис2 (в документах встречается и написание СБ-бис-2). От серийных машин он отличался лишь моторами М-103 с винтами ВИШ-2 и полировкой поверхности крыла. СБ-бис2 испытывали в НИИ ВВС с 13 октября 1937 г. по 1 марта 1938 г. на лыжах. Летал на нем пилот Липкин. Моторы дали прибавку в весе пустого самолета в 42 кг. Увеличение тяги повысило максимальную скорость на 10-12 км/ч при сохранении примерно такого же расхода горючего. Кроме того, уменьшился разбег. Хотя при наборе высоты моторы перегревались, а на планировании переохлаждались, специалисты НИИ ВВС сочли возможным рекомендовать их для серии. В выводах отчета записано: «Считать необходимым перейти на снабжение ВВС РККА самолетами с моторами М-103 взамен моторов М-100А».

Вскоре новые двигатели стали устанавливать на бомбардировщики московского производства. Головной серийный СБ с моторами М-103 представили в НИИ ВВС в мае 1938 г. Иркутские машины комплектовались М-100А до осени. Первые СБ с М-103 там выпустили в августе-сентябре. Полировку крыла в серию так и не внедрили.

Первой существенной модернизацией СБ стала 96-я серия. В ней использовали некоторые элементы, ранее опробованные на СБ-бис, а также ряд других нововведений. Эталоном серии на вторую половину 1938 г. стал доработанный серийный самолет №1 /83. Это обозначение расшифровывалось как «1-й самолет 83-й серии». Подобные заводские номера ввели с начала 1938 г. на обоих заводах, выпускавших СБ. Бомбардировщик 1/83 сохранил старые капоты и лобовые радиаторы, но имел немало важных отличий.

Одним из основных недостатков бомбового вооружения СБ являлось малое количество бомб. Это уменьшало эффективность серийного бомбометания. Но увеличить размеры бомбоотсека при очень плотной компоновке самолета не представлялось возможным.

Если у всех предыдущих СБ бомбы размещались только внутри, то на 1/83 предусмотрели и наружную подвеску. Бомбодержатели Дер-19 располагались под крылом между фюзеляжем и мотогондолами. На них можно было подвесить две бомбы ФАБ-500, или две ФАБ-250, или два выливных химических прибора ВАП-500. Ранее СБ мог нести химическое оружие только в виде химических бомб или ампул в кассетах.

Впервые ВАП-500 на балках наружной подвески испытали на самолете № 316 в ноябре-декабре 1937 г. Одновременно опробовали ЗАП-500 – тот же ВАП, но с дополнительным зажигательным устройством. ЗАП-500 использовался в системе «Огненный дождь» для распыления гранулированного желтого фосфора («вещество Р»), «Огненный дождь» мог поражать людей, животных, спелые посевы в поле, полотняную обтяжку самолетов, строения с соломенными крышами, палатки. С помощью ЗАП-500 можно было ставить также дымовые завесы. Обычный ВАП-500 мог использоваться для распыления отравляющих веществ (стандартным являлся раствор смеси иприта с люизитом в керосине). Эти работы велись в рамках задания на разработку «химического штурмовика». У него комплект из двух ВАП-500 собирались дополнить шестью ампульными кассетами АК-1. Результаты этих разработок использовали на самолете 1 /83.

Внутреннюю подвеску дополнили двумя замками Дер-31 в задней части бомбоотсека. На них крепились две бомбы САБ-15 для подсветки при ночном бомбометании. Основной бомбосбрасыватель ЭСБР-3 заменили на ЭСБР-2 и ввели второй аварийный механический сбрасыватель АСБР – у пилота. Теперь он мог сбросить бомбовый груз даже если штурман был убит или тяжело ранен.

СВ 2М-103 №1/83 с подвесными сбрасываемыми бензобаками. НИИ ВВС, сентябрь-октябрь 1938 г.

Подвеска двух ВАП-500 на самолете СБ 1/83, «эталоне второй половины 1938 г.» Испытания в НИИ ВВС, июль-сентябрь 1938 г.

Необходимость этого определялась также и тем, что полетный вес с наружной подвеской дошел до 7750 кг (при полной заправке баков плюс три бомбы по 500 кг), а шасси позволяло садиться лишь с весом до 6400 кг.