Письмо сделало свое дело: были предприняты чрезвычайные меры для увеличения выпуска Ил-2 и двигателей АМ-38. К серийному производству штурмовиков помимо завода № 18 подключился завод № 1, эвакуированный в Куйбышев (Самара). Из-за недостатка алюминиевых сплавов пришлось перейти к изготовлению деревянных хвостовых частей фюзеляжа, а обшивку крыла делать из некачественной фанеры. К тому же на производство пришло много неквалифицированных рабочих. В итоге утяжеление машин и ухудшение качества их сборки привели к существенному снижению летных качеств. Тем не менее штурмовики покидали сборочные цехи заводов и шли на фронт, но бороться с танками противника они не могли из-за слабого вооружения. Не помогла и замена орудий ШВАК 23-мм пушками ВЯ.
Военные и конструкторы надеялись, что эту задачу удастся решить путем установки на штурмовик 37-мм пушек LU-37 Б.Г. Шпитального и 11П (НС-37) конструкторов Нудельмана и Суранова. Однако их войсковые и полигонные испытания показали, что вероятность поражения танков крайне низка. Причиной тому были и низкая точность прицеливания, и недостаточный опыт летного состав (фактически требовались летчики-снайперы), и большое рассеивание снарядов даже при стрельбе короткими очередями. Правда, военные предпочли орудие НС-37, которое впоследствии использовалось и на самолетах-истребителях. Но пробить бортовую и тем более лобовую броню танка пушки НС-37 не могли. Единственными уязвимыми местами танка были крышка башни и мотоотсек, но туда еще надо было попасть. В то же время пушки калибра 37 мм зарекомендовали себя как эффективное средство борьбы с самолетами и железнодорожными эшелонами, но только не для борьбы с танками. Справедливости ради следует сказать, что в Германии все попытки использовать крупнокалиберные орудия на самолетах для борьбы с советскими танками также не дали желаемого результата. Что касается сообщений о победах немецкой авиации с бронетехникой СССР, то это чистой воды пропаганда, а точнее — блеф, которому, к сожалению, кое-кто верит.
Серийный одноместный Ил-2 на лыжном шасси и реактивными снарядами под крылом
В начале 1945 года на Ил-2 установили две пушки НС-45 калибра 45 мм. Самолет прошел летные испытания, но серийно не строился.
Куда более эффективными в борьбе с танками оказались противотанковые кумулятивные авиабомбы ПТАБ-2,5–1,5 весом 1,5 кг. До 192 таких бомб размещалось в четырех кассетах мелких бомб, устанавливавшихся в бомбоотсеках самолета. Сбрасывая их с высоты 75—100 м, Ил-2 поражал бронетехнику в полосе шириной около 15-м и длиной до 70 м. При попадании в цель ПТАБ пробивала броню толщиной до 70 мм. Штурмовики Ил-2 с этими бомбами впервые применили 6 июля 1943 года на Курской дуге летчики 291-й шад (командир — полковника. Витрук).
Первой модификацией штурмовика после освоения его серийного производства стал Ил-2 с 1700-сильным мотором воздушного охлаждения М-82. На первый взгляд это позволяло существенно повысить живучесть машины и значительно улучшить ее летные данные. Для доработки взяли серийную машину, с которой вместе со старой силовой установкой сняли часть бронекорпуса до переднего лонжерона центроплана. Вместо нее поставили двойную бронеперегородку, к которой крепилась моторама двигателя М-82. Двигатель закрывался обычным капотом типа НАКА (NACA) с управляемыми створками юбки. В отличие от истребителей Гу-82 и Ла-5 сочленение капотов М-82 с фюзеляжем штурмовика получилось грубоватым. Другим «новшеством» машины стала двухместная кабина. Воздушный стрелок вновь обрел свое место, как на ЦКБ-55, но с крупнокалиберным пулеметом БТ. Одновременно увеличили объем топливного бака под сиденьем летчика, что позволило сохранить дальность полета серийного Ил-2.