4 июля экипаж В.К. Коккинаки опробовал машину в воздухе, взлетев с Центрального аэродрома столицы. В том же 1957 году завод № 30 приступил к серийному производству Ил-18. В тематическом плане ОКБ-240 на 1958 год числились, кроме транспортно-санитарного Ил-18Т, специальный вариант лайнера на 27 пассажиров, 95-местный Ил-18 и установка нового аэронавигационного и радиосвязного оборудования.
Второй опытный самолет, получивший обозначение Ил-18-8А, построили в 1958 году. В отличие от первого прототипа, он имел крыло с двумя разъемами, технологически делившееся на центроплан, две средние и две отъемные части. В центроплане имелись мягкие топливные баки, а в средних и отъемных частях – кессон-баки, полностью заливавшиеся горючим. Это увеличивало запас топлива на 2000 кг и соответственно – дальность. Из-за второго разъема консоли крыла пришлось разрезать закрылки на две части.
Одновременно перекомпоновали пассажирскую кабину с размещением буфета, раздевалки и туалетов в зоне винтов.
За пять дней до передачи первого опытного Ил-18 на госиспытания в НИИ ВВС, 5 мая 1958 года, потеряли первый Ил-18А, проходивший войсковые испытания во 2-й акдон. Самолет вылетел из аэропорта Шереметьево с семью членами экипажа и тремя представителями завода № 30. Тренировочный полет закончился трагически. При заходе на посадку самолет упал около деревни Шереметьево и взорвался. Правительственная комиссия, расследовавшая летное происшествие и возглавлявшаяся маршалом Н.С. Скрипко, предположила, что катастрофа произошла из-за отрицательной тяги винта второго двигателя, возникшей при переходе его лопастей на нулевой угол установки.
Из-за этой трагедии и последовавшего расследования ее причин полеты на Ил-18 во 2-й акдон возобновились лишь в апреле 1959 года.
Государственные испытания в НИИ ВВС опытного Ил-18 начались 10 мая и завершились 20 августа 1958 года. Возглавлял государственную комиссию по испытаниям Ил-18 заместитель начальника Главного управления ГВФ Н. Захаров. Ведущими по машине были инженер Лапочкин, летчик Э.В. Голенкин (второй пилот – Добровольский), штурман Изюмов.
Интерьер пассажирского салона Ил-18
Испытания показали, что по технике пилотирования Ил-18 в нормальном полете прост и доступен для летчиков средней квалификации. Лайнер, весивший 56 тонн, мог продолжать взлет при отказе одного из двигателей. В этом случае, после отрыва от ВПП, его вертикальная скорость достигала 2–3 м/с. Практический потолок самолета весом 53 200 кг на трех двигателях доходил до 8000 м. Уход самолета на второй круг на трех двигателях практически не отличался от полета на четырех двигателях, а на двух моторах на второй круг можно было уйти при весе лайнера до 57 тонн.
В то же время полеты в сложных метеоусловиях, а также над малоориентирной местностью, над водной поверхностью и на международных авиалиниях считались довольно сложными из-за отсутствия на машине работоспособной радиолокационной станции, систем ближней и дальней навигации, надежных астрономических систем, многоканальной ультракоротковолновой радиостанции, комбинированных радиоприемников для посадки с использованием системы СП-50.
Управление самолетом и контроль работы силовой установки представляли для пилота значительные трудности, особенно в сложных метеоусловиях полета.
В заключении НИИ ВВС отмечалось, что самолет испытания выдержал и мог рекомендоваться для эксплуатации в ГВФ и ВВС. Там же говорилось, что летные данные Ил-18 соответствуют постановлению Совета министров, за исключением длин разбега и пробега, и самолет может эксплуатироваться на линиях, связывающих Москву с Иркутском, Петропавловском-на-Камчатке, Владивостоком и Алма-Атой.
10 июня 1958 года начались совместные с ГВФ испытания Ил-18А, и в том же году построили 20 лайнеров. Ведущим летчиком на этом этапе был В.К. Коккинаки (второй пилот – Б.А. Анопов, впоследствии ведущий летчик-испытатель Ил-18 в ГосНИИ ГА).
Несмотря на удовлетворительную работу НК-4, до начала пассажирских перевозок, но не позднее 1 января 1959 года, рекомендовалось повысить безопасность полетов, исключив самопроизвольное возникновение обратной тяги в полете при отказах двигателя и автоматики винта. Испытатели высказали пожелание снять ограничения высоты полета при работе двигателей на взлетном режиме, установить автомат включения первой очереди пожаротушения на двигатели, проверить в естественных условиях систему защиты планера и двигателей от обледенения, провести специальные летные исследования для определения срывных характеристик машины.
Машина еще проходила испытания, а в октябре 1957 года приказом начальника ГУ ГВФ для переучивания на нее назначили первых три экипажа во главе с Б.А. Лахтиным, В.И. Тарасовым и А.И. Тюленевым. В том же году на базе 63-го авиаотряда МУТА ГВФ во Внукове создали группу (командир – М.П. Лозгачев) для эксплуатационных испытаний Ил-18А.