Однако самой неординарной и заметной внешне деталью «прооперированного» самолета стала установка турбогенератора ТГ-16. Поскольку естественное место оказалось занято, конструкторы еще раз «покусились» на багажные места – под агрегат была отдана задняя часть переднего отсека. Особый смак заключался в том, что установку сделали выдвижной – рама с ВСУ «выпадала» из- под брюха самолета, а после запуска двигателей втягивалась обратно. Помимо облегчения обслуживания, такое решение позволяло в значительной степени разрешить проблемы пожароопасности, выхлопа и подвода воздуха, хотя запустить турбогенератор в полете уже было нельзя. Полностью ТГ-16 в новом месте не помещался, и снизу его прикрывал выпуклый обтекатель.
Максимальный взлетный вес самолета увеличили до 64 000 кг (у Ил- 18В – на 2 800 кг меньше), доработав соответственно шасси и тормоза. Однако многочисленные изменения в конструкции, добавившие веса, вынудили разработчиков искать компенсацию – так, например, гидробаки и выхлопные трубы двигателей выполнили из титана.
Зимой 1960-61 года машина прошла заводские, а осенью – контрольные испытания в НИИ ГВФ. В целом вес пустого самолета удалось удержать почти в пределах 1%-го допуска (вес пустого Ил-18В – 31 250 кг), и летные данные – скорость и потолок практически не отличались от характеристик серийных машин. При этом дальность нового варианта (с аэронавигационным запасом 2 300 л) в зависимости от высоты полета и режима работы двигателей составляла 3 511 км – при коммерческой нагрузке 14 000 кг; и от 5 628 до 6 574 км – при коммерческой нагрузке 6 600 кг. Прирост по сравнению с обычными Ил-18 был впечатляющим, и машину рекомендовали для серийного выпуска. Однако увеличение взлетного веса привело к значительному увеличению дистанций разбега и прерванного взлета, негативно отразилось на скороподъемности. А наиболее лакомое в новой модификации – дальность в 6 500 км – было достигнуто лишь за счет нарушения режимов эксплуатации двигателей АИ-20. (Надо оговориться, что под «нарушением режимов» в данном случае следует понимать лишь несоблюдение временных ограничений, наложенных моторостроителями – т. е. эксплуатация двигателя на режимах, заявленных в ТТХ, но к тому моменту запрещенных к использованию в повседневной службе.) По результатам испытаний было предложено снять эксплуатационные ограничения с двигателей АИ-20, либо устанавливать на подобные самолеты более мощные АИ-20Д.
В серию, однако, самолет так и не попал – доработка АИ-20 шла далеко на такими быстрыми темпами, как того требовалось, а установка более прожорливых АИ-20Д не только в значительной степени свела бы на нет основное достоинство самолета, но, возможно, повлекла бы необходимость более существенных переделок конструкции, поскольку специальные винты АВ-68Д, применявшиеся на АИ-20Д, имели больший диаметр, чем стандартные АВ-68И.
Хотя этот самолет, предназначавшийся для дальних регулярных пассажирских линий, остался в единственном экземпляре, потребность в дальней версии Ил-18, способной к трансокеанским полетам, сохранялась. В частности, такие машины требовались «Полярной Авиации» – для сообщения с советскими антарктическими станциями. Впрочем, они могли оказаться полезными и для других рейсов – доставки делегаций в отдаленные дружественные страны Азии и Африки; но в первую очередь – на Кубу.