Потребовалась огромная исследовательская работа специалистов ОКБ и ученых ВИАМ, в ходе которой был решен вопрос применения ориентированного оргстекла и отработана технология изготовления из него остекления кабины. Полученный опыт потом широко применялся в других конструкторских бюро и на серийных заводах.

В процессе серийного выпуска совершенствовались также другие узлы и агрегаты Бе-10. Так, несмотря на то что двигатель А/1-7 был выполнен в специальном варианте АЛ-7ПБ с лопатками компрессора из титана, особенно остро встал вопрос защиты его от коррозии. В июле — августе 1960-го была опробована новая технология защиты компрессоров, разработанная совместно с ОКБ-45, возглавляемым В.Я. Климовым.

Она была основана на использовании химических замедлителей коррозии для промывки газовоздушного тракта двигателя и внедрении в конструкцию силовой установки коррозионностойких материалов и покрытий.

Для облегчения самолетовождения часть машин последних серий укомплектовали радиотехнической системой ближней навигации РСБН-2 «Свод».

Разрабатывались и совершенствовались средства обеспечения базирования летающей лодки. Например, осенью 1962 г. в Донузлаве прошел испытания специальный катер проекта 1382 для доставки и погрузки бомб, мин и торпед.

Как уже отмечалось, военные резонно считали, что Бе-10, вооруженный только авиационными торпедами и свободнопадающими бомбами, будет иметь ограниченное боевое применение. Значительно расширить тактические возможности самолета могло только его оснащение ракетным оружием.

Поэтому, рассматривая перспективу боевого применения Бе-10, конструкторы сочли целесообразным превратить его в носитель ракетного («реактивного», по терминологии тех лет) оружия. Проект получил обозначение Бе-10Н, а весь авиационный комплекс, включая самолет, имел обозначение К-12Б (по индексу ракеты).

Согласно проекту Бе-10Н оснащался противокорабельными крылатыми ракетами (ПКР) К-12БС с ядерными или обычными боеголовками и радиолокатором системы управления огнем «Шпиль» К-12У, которые разрабатывались в соответствии с Постановлением СМ СССР № 854–404 от 31 июля 1958 г. и ТТТ ВВС, утвержденными 9 сентября 1958 г. Причем «главный калибр» — ПКР К-12БС — тоже разрабатывался в ОКБ.

Комплекс К-12Б предназначался как для поражения крупных боевых кораблей и транспортов, так и военно-морских баз. Расчетная нормальная взлетная масса носителя с ПКР достигала 48 500 кг, а радиус действия — 1400–1450 км при максимальной дальности пуска 90—110 км (с высоты 10 000 м).

Самолет Бе-10Н отличался от исходного варианта носовой частью лодки до шпангоута № 18 (там размещалась антенна станции «Шпиль») и грузовым отсеком (были ликвидированы верхний и нижние люки). На нем также устанавливалось новейшее пилотажно-навигационное оборудование, демонтировалось все бомбардировочное вооружение, фотооборудование и передние пушечные установки. Полностью заменялось электрооборудование, поскольку количество потребителей увеличивалось в два раза.

Бе-10Н мог нести на специальных пилонах под плоскостями одну или две ракеты, которые можно было подвешивать как при стоянке гидросамолета на перекатном шасси, так и на плаву. Эскизный проект комплекса К-12Б был представлен научно-техническому совету Госкомитета по авиационной техники — ГКАТ (напомним, что в конце 1950-х годов по инициативе Н.С. Хрущева были ликвидированы отраслевые министерства и организованы профильные государственные комитеты) при СМ СССР 10 июня 1959 г., который одобрил его. Но дальше похвальных слов хода ему не дали. Все работы по Бе-10Н и ПКР К-12БС были закрыты Постановлением СМ СССР № 887–372 от 12 августа 1960 г.

Рассматривалась также возможность создания на базе исходного варианта противолодочного самолета Бе-1 °C — носителя ядерной глубинной бомбы СК-1 «Скальп» и самолета-целеуказателя Бе-10У, оснащенного аппаратурой «Успех» для обнаружения надводных целей и обеспечения стрельбы корабельных и береговых ракетных комплексов.

Однако все эти работы также не вышли из стадии проектирования и были прекращены к августу 1960 г. Разрабатывалась система заправки самолета топливом в море от подводной лодки, но работы по этой теме были свернуты вместе с прекращением строительства специальной ПЛ проекта 648.

Один серийный Бе-10 № 0600505 переоборудовали в рекордную машину, при этом кормовую стрелковую установку заменили обтекателем, на киль установили дополнительную штангу ПВД и демонтировали брызгоотражательные щитки. В документах FAI машина была заявлена как М-10.

В 1961 г. на Бе-10, в общей сложности, было установлено 12 мировых рекордов. Рекордные полеты выполнялись в Донузлаве 7 августа 1961 г. экипажем командира 318-го ОПЛАП Н.И. Андриевского (штурман А.В. Безверхний, стрелок-радист Т.А. Федоренко) и 3, 8, 9, 11 и 12 сентября того же года экипажем летчика-испытателя Г.И. Бурьянова (штурман В.М. Богач, бортрадист В.П. Перебайлов).

Для переучивания летчиков был разработан учебный вариант Бе-10 с двойным управлением. Рабочее место инструктора находилось в штурманской кабине. В Таганроге изготовили и отправили в Донузлав четыре ремонтных комплекта для переоборудования серийных самолетов силами ТЭЧ, однако каких-либо сведений о практическом применении этих комплектов пока обнаружить не удалось.

Когда летная биография Бе-10 подходила к концу, одну из списанных машин превратили в лабораторию для исследования воздействия соленой морской воды на конструкцию планера, для чего самолет на длительное время поставили на бочку в Геленджикской бухте. Эта работа позволила выработать рекомендации по защите планера самолета от коррозии, которые были успешно применены при проектировании самолета-амфибии Бе-12.

Интересно, что уже после того, как последние Бе-10 списали, появилась почтовая марка с изображением Бе-10, несущим символику «Аэрофлота». Это до сих пор служит поводом для появления различных версий о существовании гражданского варианта летающей лодки. Однако никто и никогда всерьез не рассматривал Бе-10 как изделие двойного применения, а следовательно, и не пытался создать «аэрофлотов-ский» вариант. Самолет задумывался только в качестве боевой машины.

Летом 1959 г. к переучиванию с поршневых Бе-6 на турбореактивные Бе-10 приступила вторая эскадрилья 977 ОМДРАП (отдельного морского дальнеразведывательного авиационного полка) авиации КЧФ, базировавшегося на озере Донузлав в Крыму. Этот полк так и остался единственной строевой частью, эксплуатировавшей Бе-10, а все выпущенные самолеты вошли в состав двух его эскадрилий.

Освоение Бе-10 в полку проходило довольно сложно, поскольку в пилотировании самолет был более строг, чем его предшественник Бе-6. Ошибок за преждевременное увеличение угла атаки на взлете он не прощал. Посадочная скорость Бе-10 более чем в 1,5 раза превышала соответствующую у Бе-6, поэтому для эксплуатации Бе-10 допускались только летчики высокой квалификации.

Переучивание затруднялось также отсутствием на новой летающей лодке второго управления и места для инструктора. Пришлось осваивать заход на посадку на Бе-6 с убранными закрылками на повышенной скорости, затем на Бе-10 показывались руление, пробежки с различными скоростями и выполнялись вывозные полеты. Обучаемый летчик при этом располагался сзади инструктора, наблюдая за его действиями, сопровождавшимися комментариями по СПУ. Эффективность такой методики была не слишком высока, но постепенно летный состав получил допуски к полетам и приступил к изучению тактических возможностей Бе-10.

В различных комбинациях на самолет можно было подвесить три авиационные реактивные торпеды РАТ-52, или три индукционные гидродинамические мины ИГДМ, или авиационные плавающие мины АПМ, 12 бомб ФАБ-250 или одну ФАБ-3000. Визуально прицеливание производилось с помощью прицела ОПБ-11 км, связанного с автопилотом АП-5-2М. В сложных метеоусловиях в качестве визира использовалась РЛС «Курс-М», которая применялась также для решения навигационных задач при полетах над морем.