Осенью 1916 г. появилась в соответствии с пожеланиями летного и технического состава, а также с доработками, проведенными в эскадре, очередная модификация Г-2. От предыдущей она отличалась в первую очередь важным нововведением - хвостовой стрелковой установкой - «пулеметным гнездом*. При этом конструкция фюзеляжа пока еще не была изменена и кабина стрелка занимала последний заостренный в плане отсек фюзеляжа, начиная от заднего лонжерона стабилизатора. Пулемет «Льюис», «Кольт» или «Вик-керс» крепился на шкворне в крайней задней точке фюзеляжа. В связи с дополнительной нагрузкой на хвост площадь стабилизатора была увеличена. Чуть позже было изменено и вертикальное оперение. Оно стало разнесенным и двухкилевым. Экипаж самолета состоял из 6 человек, оборонительное вооружение - 5-6 пулеметов. Модификация Г-2 с конца 1916 г. стала основным типом в производстве «Муромцев». В мастерских эскадры в Г-2 было переделано еще несколько аппаратов более ранней модификации.
Поначалу заказ на 32 машины планировался к выполнению на конец 1915 г., поэтому командование русской армии решило заключить с РБВЗ новый договор. Контракт на 30 новых кораблей был подписан 16 декабря 1915 г. И. И. Сикорский первоначально предусматривал сдать по нему пять машин, используя задел, подготовленный еще при выпуске предыдущих кораблей. Эти аппараты (№ 218-222), сборка которых была завершена в декабре 1916 г., принадлежали к модификации Г-2. Остальные 25 кораблей он намечал строить принципиально новой конструкции, получившей название «Илья Муромец-Д» (ДИМ, или С-25). По замыслу боевые и летно-технические характеристики новых аппаратов должны были стать такими высокими, что их предполагалось использовать не только в качестве бомбардировщиков, но и для боевого прикрытия других кораблей старых типов. Поэтому ДИМ именовался даже «Муромцем-истребителем ».
Новый тип «Муромца» вызревал у И. И. Сикорского давно. Вынужденная остановка серийного производства в конце 1915 г. позволяла ему воплотить свои замыслы в реальность. На завершенном в январе 1916 г. первом ДИМе все было сделано для уменьшения вредного сопротивления, фюзеляж имел плавные формы. Полностью остекленная носовая часть (по заводской терминологии - «голова») давала экипажу прекрасный обзор. Плоский бензобак был спрятан в фюзеляж и располагался сверху сразу за кабиной пилота. За баком был алюминиевый обтекатель с пулеметным «гнездом». Четыре «Санбима» располагались на крыльях попарно тандемом. Размах крыльев был уменьшен, число растяжек шасси - сокращено. Проводка управления была убрана в фюзеляж. Для стрельбы вперед была установлена пулеметная точка справа от пилота. Хвостовой точки вначале не было.
На аппаратах типа «Д» впервые были введены эксплуатационные разъемы фюзеляжа. Передняя его часть составляла единое целое с «моторной клеткой», т. е. центральной частью коробки крыльев» включавшей и силовые установки. Вместо рамы управления, как и на «Русском Витязе», стала штурвальная колонка. Многое из нововведений, например обтекаемая форма фюзеляжа, полностью остекленная носовая часть, шасси, эксплуатационные разъемы, носовая пулеметная установка и др., перекочевало на корабль следующего типа, но в целом самолеты ДИМ оказались неудачными. Испытания в эскадре первого такого аппарата (№ 223) показали, что даже без боевой нагрузки по сравнению с предыдущими типами сильно удлинился разбег, упала скороподъемность, потолок был невероятно мал. Было совершено только два полета. Вредное взаимовлияние винтов при тандемной установке и повышенное индуктивное сопротивление из-за относительно небольшого удлинения, влиянию которого тогда еще не придавали значения, в совокупности со скверной работой «Санбимов» дали такой низкий результат. Второй ДИМ (№ 224) подвергся значительным изменениям - увеличен размах крыльев, удлинен фюзеляж, «Санбимы» переставлены в ряд (модификация Д-2). Однако события 1917 г. не позволили испытать эту машину в эскадре.
Третий опытный ДИМ (№ 225) был также построен в 1916 г. и долго дорабатывался. На нем было установлено необычное бипланное хвостовое оперение с двумя килями и с пулеметной точкой, а подмоторные рамы переделаны под двигатель «Рено» (модификация Д-3). Сикорский не терял надежды довести до работоспособного состояния тип «Д», десять серийных экземпляров которого (№ 226-235) были к началу 1917 г. почти наполовину готовы. Конструктор планировал наладить серийный выпуск двух внешне подобных бомбардировщиков - тяжелого типа «Е», о котором речь пойдет ниже, и более легкого типа «Д». С новыми мощными двигателями по 300-400 л. с. ДИМы могли стать неплохими бомбардировщиками. 1917 г. спутал все планы, и опытный № 225 был отправлен на фронт, но только в 1919 г. в Красный дивизион воздушных кораблей.