К сожалению, несмотря на увеличение кучности стрельбы РОФС-132, их эффективность при стрельбе по танкам и другой бронетехнике в рассредоточенных боевых порядках, к которым немцы повсеместно перешли к этому времени, была все же неудовлетворительной. Наилучшие результаты РОФС- 132 давали при стрельбе по крупным площадным целям – мотомеханизированные колонны, ж.д. составы, склады, батареи полевой и зенитной артиллерии и т.д.
20 июля 1943 г. начались продолжавшиеся до 16 декабря войсковые испытания Ил-2 с двумя 37-мм авиапушками НС-37. В общей сложности к войсковым испытаниям привлекались 96 штурмовиков Ил-2 с НС-37 (24-й, 25-й и 26-й серий), которые в разное время поступили в части 2-го шак 1 -й ВА, 227- й шад 2-й ВА, 219-й шад 17-й ВА.
Ведущим инженером войсковых испытаний от НИИ ВВС КА был назначен инженер-майор П.Т.Аброщенко.
Строевые летчики отмечали, что самолет Ил-2 АМ-38ф с двумя пушками НС-37, по сравнению с Ил-2, вооруженным пушками ШВАК или ВЯ, обладает большей инертностью, ухудшенной маневренностью и управляемостью, особенно на больших скоростях, заметно увеличился радиус виража, а на выводе из пикирования при скорости 340- 360 км/ч наблюдалась чрезмерно большая нагрузка на рули. На планировании летчикам приходилось держать большую скорость (200-210 км/ч при отклоненных щитках).
Сами же пушки НС-37 зарекомендовали себя как мощное и эффективное оружие.
Летчики 568-го шап 2-го шак 1 -й ВА, Ил-2 с НС-37, с 15 по 26 сентября уничтожили 6 танков и САУ, 99 автомашин, 10 повозок и подавили огонь 6 батарей. Свои потери составили 3 самолета.
В материалах по войсковым испытаниям Ил-2 с НС-37 в 17-й ВА отмечались случаи уничтожения танков Pz. V “Panther”, а для поражения штурмового орудия StuG IV или истребителя танков Jgd Pz IV/70 было достаточно 3- х попаданий снарядов в моторную часть, где толщина брони была 17 и 20 мм соответственно, и т.д.
Таким образом, Ил-2 с НС-37 при удачном стечении обстоятельств был способен успешно поражать как все средние немецкие танки этого периода, так и штурмовые орудия и истребители танков на их основе.
Однако большая сила отдачи при стрельбе из этих пушек создавала значительные трудности при ведении огня по точечным целям, каковыми являлись танки, САУ и т.д. как для летного состава, имеющего боевой опыт, так и для молодых летчиков, только что вставших в строй.
Расчеты, основанные на результатах полигонных испытаний и анализе боевого опыта, показывают, что хорошо подготовленный летчик-штурмовик в типовых условиях атаки с планирования под углом 30° при стрельбе из пушек НС-37 с дистанции порядка 300- 400 м мог обеспечить в одном заходе вероятность поражения среднего немецкого танка типа Pz. IV Ausf G не более 0,04-0,07, а бронетранспортера типа Sd Kfz 251 – не выше 0,08-0,17.
То есть для уничтожения одной единицы бронетехники вермахта стрельбой из пушек НС-37 необходимо было выделять как минимум полтора десятка бронированных "Илов”.
По общему мнению летного состава, летавшего на Ил-2 с НС-37, штурмовик при атаках малоразмерных целей не имел преимуществ перед Ил-2 с пушками меньшего калибра (ШВАК или ВЯ)с нормальной бомбовой нагрузкой в 300-350 кг ПТАБ. В то же время, применение Ил-2 с НС-37 по большим площадным и объемным целям: складам боеприпасов, скоплениям танков, артиллерийским и зенитным батареям, железнодорожным эшелонам, малотоннажным судам и т.д., могло быть вполне успешным.
В заключение акта по войсковым испытаниям Ил-2 с АМ-38ф с пушками НС-37 указывалось, что новый штурмовик по совокупности боевых качеств войсковые испытания прошел неудовлетворительно. В отчете рекомендовалось потребовать от С.В.Ильюшина, А.Э.Нудельмана и А.С.Суранова “установить на Ил-2 37-мм авиапушки, оснащенные дульным тормозом и в этом виде предъявить самолет на повторные войсковые испытания".
В связи с неудовлетворительными результатами войсковых испытаний Ил-2 с НС-37 ГКО Постановлением № 4154 от 12 ноября 1943 г. прекратил их серийный выпуск и обязал завод № 30 к 15 января 1944 г. осуществить полный переход к производству Ил-2 с пушками ВЯ, не снижая при этом достигнутого заводом уровня производства штурмовиков.
Таким образом, с января 1944 г. все авиазаводы НКАП выпускали Ил-2 только с пушками ВЯ-23.