ВВС дали заказ на производство 10 экземпляров 2У-БЗ для проведения войсковых испытаний в летных школах, по результатам которых предполагалось принять окончательное решение по самолету.

Осенью 1926 г. руководство ВВС пришло к мысли, что подготовка летчиков на переходном самолете должна давать навыки боевого применения техники, в связи с чем было дано указание об изменении учебных программ. Кроме того, переходный самолет с соответствующим вооружением мог использоваться и в качестве легкого корпусного разведчика. В конце сентября 1926 г. начальник ВВС П. И. Баранов при посещении им завода № 1 высказал эту мысль Н. Н. Поликарпову. Для ее реализации требовалось усилить фюзеляж и шасси, установить мотор БМВ IVa.

13 октября 1926 г. на заседании Технического совета Авиатреста при рассмотрении статических испытаний самолета П-1 был поставлен вопрос об изменениях конструкции. В протоколе заседания записаны следующие строчки:

«Тов. Поликарпов разъяснил, что изменение типа фюзеляжа разработано ввиду указаний т. Баранова, сделанного последним при посещении завода, о необходимости иметь в серийных самолетах П-1 вооруженную кабину наблюдателя. Независимо от этого предполагалось поднять хвостовую часть фюзеляжа, изменить конструкцию шасси и моторную установку, а также поставить дополнительные раскосы в задней части фюзеляжа».

В конце декабря 1926 г. УВВС выдало официальное задание на установку вооружения и оборудования на самолет П-1 с мотором БМВ-4. 5 января 1927 г. Технический совет Авиатреста поручил ОСС ЦКБ проработать этот вопрос и строить макет самолета.

Начало этих работ датируется январем 1927 г. Но лицензия на производство двигателей БМВ IVa не была закуплена. Поэтому серийную постройку машины решили вести с мотором М-6 мощностью 300 л.с., который уже был освоен нашей промышленностью. Во второй половине февраля 1927 г. ОСС подготовил макет самолета П-1 с М-6. Заседание макетной комиссии состоялось 5 марта 1927 г. Результаты ее работы были утверждены на заседании Технического совета Авиатреста 30 марта 1927 г. протоколом № 23. Новый самолет получил обозначение П-2, или П2-М6.

Все расчеты были пересланы 22 марта 1927 г. в Технический совет и были утверждены им, а затем, 14апреля, в НТК УВВС. При этом НТК признал целесообразным из серии в 10 экземпляров П 1-БМВ4 две машины выпустить с вооружением и съемными моторными установками под моторы БМВ-4 и М-6.

Однако вскоре было принято решение отказаться от серийной постройки невооруженных тренировочных машин. 18 июля 1927 г. Авиатрест письмом № 5287/3-1 известил директора завода № 1 о том, что «заказ на 10 самолетов П1-БМВ аннулируется, ввиду чего Вам предлагается прекратить дальнейшую работу по вышеупомянутому заказу».

Из-за прекращения заказа постройку двух самолетов с вооружением ОСС ЦКБ пришлось вести исключительно своими силами. Вследствие того, что на самолет П1 устанавливался другой мотор, размещалась другая нагрузка и вооружение, ОСС ЦКБ в итоге спроектировал совершенно новую машину — П2-М6.

Самолет был оснащен бомбардировочным вооружением, пулеметами «Максим», «Льюис», радиостанцией, фотооборудованием. Он имел длину 7,84 м.

П2-БМВ4 (он иногда обозначался как П1-БМВ4) прошел летные испытания летом 1927 г., но большого интереса не вызвал: все ожидали испытаний основного варианта с мотором М-6. Они завершились к лету 1928 г. Летные характеристики при такой мощности двигателя оказались неплохими. У земли самолет развивал максимальную скорость 206 км/ч, достигая практического потолка 5660 м. Разбег составлял 80–90 м (7 секунд).

В отчете об испытаниях самолета П2-М6, подписанном начальником НИИ ВВС Горшковым, говорилось:

«При испытании самолета П2-М6 выявлено, что: а) при нормальном вводе в штопор самолет не штопорит, снижаясь крутой спиралью; б) при специфическом вводе в штопор (с кабрированием самолета на крутую горку) в одном случае самолет резко и ненормально заштопорил и для вывода потребовал больших усилий на рули; в) самолет позволяет производство нормальной посадки с отрицательным стабилизатором с нагрузкой летнаба лишь не меньше 90 к г. Однако и в данном случае мощность рулей предельна; г) пилотирование самолета из кабины летнаба в данном виде невозможно ввиду неприспособленности сиденья (по высоте), плохой видимости из самолета горизонта.

На основании произведенных испытаний и вышеприведенных основных недочетов НИИ считает:

1. Явления штопора на самолете П-2 М-6 должны быть изучены до конца для решения вопроса о полной безопасности самолета.

2. Как переходный самолет может быть рекомендован с обязательной переделкой кабины летнаба для возможности удобного инструктирования и желательным увеличением мощности рулей глубины для возможности производства легкой и нормальной посадки с минимальной нагрузкой кабины (пустой) летнаба. В настоящее время самолет допускает производить посадку при нейтральном стабилизаторе только при условии нагрузки в кабине летнаба не менее 160 кг. Кроме того, необходимо принять меры, чтобы самолет при нормально произведенной посадке не прыгал.

3. Как корпусной самолет П-2 М-6 может быть удовлетворительным при обязательном устранении недочетов (переделки кабины летнаба, устранения прыганья самолета при посадке).

4. В целях максимального использования самолета как переходного и корпусного в каждом отдельном случае желательно кабину летнаба приспосабливать отдельно, имея для корпусного самолета турель установленной, а для переходного снятой и борта заделанными с условиями наилучшего обеспечения работы инструкторов (отсутствие задувания, удобство наблюдения за учлетом, за приборами и т. д.).

Все перечисленные эксплуатационные и конструктивные недочеты должны быть устранены при любом применении самолета».

10 августа 1928 г. состоялось заседание Президиума НТК ВВС. С докладом «О результатах испытаний в НИИ самолета П2-М6» выступил С. В. Ильюшин. Он повторил выводы НИИ ВВС. После обмена мнениями было принято решение о развертывании серийной постройки П2-М6. Было рекомендовано продолжить исследование штопорных свойств самолета на втором экземпляре машины.

Задание на постройку 30 серийных П2-М6 в 1928/29 операционном году было выдано ленинградскому авиационному заводу № 23. Из них в срок сдано заказчику только 17. В 1929/30 операционном году предполагалось построить еще 50 машин.

Выполняя указание НТК ВВС, завод № 23 начал готовить самолет П-2 к проведению летных испытаний. НТК наметил следующие пути решения проблемы: некоторое увеличение углов отклонения стабилизатора, рулей высоты, установочного угла крыла и некоторого изменения центровки изменением длины стоек бипланной коробки.

После соответствующей регулировки крыльев поведение самолета в воздухе стало лучше. Однако до определения оптимальной регулировки еще было далеко. Начался поиск приемлемых вариантов. После каждой перестановки следовали контрольные испытания.

Весной 1929 г. испытания стали проводить и на втором экземпляре П-2.

10 августа 1929 г. на П-2 установили увеличенный по площади руль высоты. Летчик-испытатель Б. Л. Бухгольц поднял машину в воздух. Он отметил, что штопорные свойства улучшились. Приходилось прилагать большие усилия, чтобы удержать самолет в штопоре. Завершив этот цикл испытаний, Бухгольц ввел П-2 в иммельман. Но внезапно последовал резкий удар, и сильная перегрузка прижала летчика к правому борту. Машина стала падать. Бухгольц покинул П-2 и спасся на парашюте. Об этом событии он так писал в письме жене:

«В субботу я, как обыкновенно, летал и, возвращаясь после выполнения полета на посадку, на высоте 1200 м потерял в воздухе крыло, и самолет с ужасающей скоростью стал падать неуправляемым комком. Пришлось прибегнуть к парашюту, которым я и воспользовался… Самолет упал на аэродроме и разбился, как я еще ни разу не видел, — все, даже мотор, разлетелось на мелкие кусочки, сам же благополучно спустился и повис на деревьях сада при клубе «Авиаработник» против дома Сытниковых — там, где мы смотрели картину, помнишь? Вечером немного выпили, и сейчас все в порядке, и чувствую себя хорошо. Боялся нервного шока, но его нет и в помине. «Unkrant vergeht nicht!» [ «Мы не больны!»] Радуюсь жизни».