Увеличение высоты и ширины фермы фюзеляжа (высота до 2 м. ширина 1,6 м) позволило, во-первых, отказаться от конструктивного и технологического деления фюзеляжа на две части (как на «Витязе»), а во-вторых — убрать большинство внешних стоек-шпренгелей и крепившихся к ним расчалок, создававших большое аэродинамическое сопротивление. Шестистоечная коробка крыльев осталась практически без изменений, но конструктор заметно сместил её вперёд. Возможной причиной такого решения было обеспечение выхода из кабины пилотов в полёте на нижнее крыло для доступа к моторам, надёжность работы которых продолжала желать лучшего. Для выхода в бортах фюзеляжа предусматривались специальные люки треугольной формы.

^{Фюзеляж прототипа аэроплана «Илья Муромец» № 107}

^{«Илья Муромец» с № 107. Прототип с средним крылом}

Смещение коробки крыльев вперёд привело к появлению проблем, связанных с центровкой. Для обеспечения приемлемой центровки Сикорский был вынужден увеличить размах и площадь горизонтального оперения, доведя его площадь до 18 % от площади бипланной коробки, переходя к уже известной тогда аэродинамической схеме «тандем». Теоретических проработок этой схемы ещё не существовало и на всякий случай конструктор установил приблизительно в середине длины фюзеляжа ещё одно крыло размахом 16 метров. Для придания ему необходимой жёсткости над и под фюзеляжем были установлены шпренгельные рамы-кабаны, к которым крепились расчалки среднего крыла. Верхняя шпренгельная рама была приспособлена для возможной установки дополнительного пятого двигателя (Сикорский учитывал мнение скептиков, что мощности четырёх «Аргусов» будет недостаточно для «столь громадного аппарата») и ограждена поручнями, которые образовывали площадку. Была предусмотрена возможность выхода на эту площадку в полёте. Под нижней шпренгельной рамой были установлены дополнительные полозья, которые должны были предохранять фюзеляж от возможных излишних прогибов вниз.

В передней части фюзеляжа располагалась кабина (каюта) экипажа. На новом самолёте Сикорский отказался от сдвоенного управления и установил вместо двух отдельных колонок со штурвалами одну общую гнутую ^-образную раму из трубы круглого сечения. От штурвала, установленного посредине, поверх трубы шли тросы управления элеронами. Вращая штурвал, пилот отклонял элероны, наклоняя раму от себя или к себе — руль высоты. Для управления рулями направления использовались педали. Сикорский справедливо полагал, что в полёте при достаточной ширине кабины пилоты смогут сменять друг друга. (Практика боевого применения показала, однако, что это получается не всегда, особенно в случае ранения сидящего за штурвалом).

^{«Илья Муромец» № 107 со средним крылом. Корпусной аэродром. Декабрь 1913 года}

^{Пассажирская каюта. Люк в полу. Столик и плетёные кресла}

Остекление кабины пилотов состояло из семи прямоугольных стёкол, переднее из которых могло открываться поворотом вокруг верхней части и фиксировалось в приоткрытом положении. Боковые стекла были неподвижными. Кабина пилотов отделялась от пассажирской перегородкой с дверью. Кабина пассажиров (её по-прежнему именовали «каютой») имела по четыре окна с каждого борта. За последним окном в левом борту фюзеляжа располагался вход в самолёт, закрываемый сдвижной дверью. В сравнении с «Русским Витязем», в который приходилось забираться по высоченной приставной лестнице, это был большой шаг вперёд. По правому борту пассажирской кабины был установлен столик, два плетёных кресла и несколько стульев. Хорошо зарекомендовавшее себя на «Русском Витязе» электрическое освещение было сохранено.

В задней части «каюты» размещался отгороженный туалет, наличие которого при многочасовых полётах было обязательным. За туалетом в районе третьего крыла располагалась т. н. «капитанская каюта», которую можно было использовать как комнату отдыха экипажа, так и как фотолабораторию. За «каютой» имелся небольшой отсек для инструментов и различного имущества, называемый «кладовой». В этой части фюзеляжа имелось по три круглых окна с каждого борта.

Деревянная ферма фюзеляжа прямоугольного сечения состояла из четырёх сосновых лонжеронов, подкреплённых еловыми стойками и поперечинами. Соединения выполнялись с помощью металлических кронштейнов. Жёсткость конструкции обеспечивалась многочисленными внутренними проволочными расчалками. Обшивка фюзеляжа полотняная с последующей пропиткой лаком. Носовая часть фюзеляжа, имевшая двойную кривизну, выклеивалась из шпона. Пилотская и пассажирская кабины изнутри были обшиты фанерой. Толщина фанерного настила на полу достигала 10 мм. В нём делались вырезы под обзорный иллюминатор и люк для выхода (слева сзади от кресла лётчика). Обзорный иллюминатор был закрыт стеклом. Через люк можно было выбраться на площадку под фюзеляжем. Эта площадка крепилась на подфюзеляжных полозьях и поддерживалась с помощью длинных раскосов, закреплённых к переднему лонжерону центроплана верхнего крыла и была сделана для возможной установки вооружения (пушечного или пулемётного). Площадка размерами 1,5x1,5 метра имела ограждение из металлических труб.

Конструкция крыльев, одинаковых по ширине, состояла из двух коробчатых лонжеронов, установленных приблизительно на 12 % и 60 % хорды, и нервюр. Лонжероны имели прогрессивную коробчатую конструкцию с поясами первоначально из импортного дерева гикори, позднее — из отечественного ясеня и стенками из берёзовой или ольховой фанеры. Коробчатая конструкция обеспечивала потребную прочность и жёсткость при минимальной массе. Нервюры были двух типов — нормальные и усиленные. Нормальные нервюры имели двутавровую конструкцию и состояли из фанерной стенки и сосновых рейчатых полок. Усиленные нервюры имели коробчатую конструкцию. Шаг нервюр как на верхнем, так и на нижнем крыле составлял 0,3 м. Носок крыла изготавливался из фрезерованного деревянного бруса. Задняя кромка — из сосновых реек.

^{№ 107. Перед кабиной видна орудийнопулемётная площадка. Носовая фигура ещё не установлена}

Для удобства транспортировки крылья были сделаны разъёмными. Верхнее крыло состояло из семи секций, нижнее — из четырёх. Центроплан верхнего крыла неподвижно крепился к фюзеляжу на деревянных стойках каплевидного сечения. Внутренние секции коробки крыльев включали в себя моторамы двигателей, внешние секции верхнего крыла опирались на наклонные подкосы и поддерживались на полуразмахе дополнительными стойками, опирающимися на эти подкосы. Вдоль задней кромки внешних секций навешивались элероны, не выходящие за контур прямоугольного в плане крыла.

Среднее крыло имело аналогичную двух-лонжеронную конструкцию с полотняной обшивкой. Каждая консоль была расчалена тремя парами расчалок.

Горизонтальное оперение состояло из неподвижного стабилизатора и руля высоты. Увеличение размаха горизонтального оперения до половины размаха нижнего крыла привело к установке на хвостовой части фюзеляжа рамы для крепления расчалок. Руль высоты состоял из двух половин и навешивался на задней кромке стабилизатора. На каждой половине руля высоты имелись по две качалки, к которым подходили тросы управления.