Опытный «103-В» оставили в ОКБ, и на нем проверялись различные усовершенствования, в том числе и двигатели АШ-82ФН. 25 марта 1943 года машина с двигателями АШ-82ФН, пилотируемая И.И. Шелестом (инженер Поярков и бортмеханик Александров), потерпела при посадке аварию из-за не вставшей на замок левой опоры шасси. Видимо, в том полете проверялись доработки двигателей, поскольку 2 апреля Туполев доложил наркому Шахурину, что на опытном Ту-2М-82 в Омске выполнили два полета после установки магнето повышенной высотности и новых М-82 с нагнетателями, имеющими 11 лопаток вместо 22, но со старыми серийными карбюраторами. В итоге максимальная скорость самолета у земли возросла до 528 км/ч, а на высоте – до 568 км/ч.
С омским Ту-2 (возможно, с опытной машиной «103-В») связан один любопытный эпизод.
Ту-2С
В 1943 году, после обращения Туполева к вождю, по указанию Сталина и последовавшему 17 июля решению ГКО ОКБ-156 модифицировало Ту-2, улучшив его летные и боевые качества. Согласно правительственному документу, максимальную скорость бомбардировщика требовалось довести до 500 км/ч у земли и до 550 км/ч на высоте 5500 метров. Время набора высоты 5000 метров не должно было превышать 10 минут, а потолок – не ниже 9000 метров при дальности 2000 км с 1000 кг бомб.
Для реализации требований Государственного Комитета Обороны серийный Ту-2 № 716 на московском заводе № 156 в июле 1943 года оснастили прежде всего новыми двигателями АШ-82ФН с непосредственным впрыском топлива и воздушными винтами АВ-5–167А (на серийных самолетах – АВ-5В-167). Затем герметизировали стыки консолей крыла с центропланом и мотогондолами, улучшили отделку поверхности крыла, стабилизатора и фюзеляжа, зашпатлевав все вмятины и отлакировав их. Сняли тормозные решетки, а носок центроплана сделали легкосъемным, облегчив доступ к тягам управления двигателями.
Кроме этого, для улучшения обзора у стрелка люковой установки сделали два бортовых круглых окна. Ранее подвижный стабилизатор зафиксировали под углом 1 градус 10 минут. Сняли стояночный тормоз, упростили гидросистему и выполнили ряд других доработок. У стрелка-радиста заменили пулемет ШКАС на установке ВУБ-2 «Березиным» калибра 12,7 мм. Такие же пулеметы имелись в люковой установке и у штурмана, а для стрельбы вперед – два орудия ШВАК. Снизили трудоемкость изготовления планера на 15–20%.