К «большой модификации» Ер-2 приступили весной 1945 года. Параллельно с рабочим проектированием строился макет Ер-2БМ, предъявленный макетной комиссии в последний день августа. В ее протоколе отмечалось, что для улучшения летно-технических данных «… проведены следующие основные изменения серийного самолета Ер-2:
1. Вместо моторов АЧ-30Б ‹…› установлены моторы АЧ-30БФ (взлетная мощность 1900 л.с., номинальная на высоте 6000 м – 1500 л.с.).
2. Масло- и водорадиаторы изъяты из крыла и установлены в передней части капотов моторов в виде лобовых туннельных радиаторов.
3. Емкость основных топливных баков уменьшена на 940 л… Вместо одного внутрифюзеляжного топливного бака емкостью 1420 л установлены два подвесных емкостью по 1100 л (один для дальности 5000 км и два – 6000 км). Общая емкость всех баков 6200 л, вместо 6420 л на серийном самолете.
4. Установлено новое крыло с прямым центропланом без обратной «чайки». Увеличены размеры крыла: площадь с 79 м² до 81 м² , размах крыла с 23 до 28 м, удлинение с 6,7 до 9,5. Вместо профиля крыла С-240 установлен профиль ЦАГИ П-7 в центроплане и К-4 на консоли крыла.
5. Изменено расположение крыла относительно фюзеляжа. Вместо низкого расположения крыла, сделано высокое, что дало возможность увеличить емкость бомбоотсека фюзеляжа.
6. Переделан и увеличен бомбоотсек фюзеляжа таким образом, что стало возможным подвешивать внутри фюзеляжа бомбы калибра от 100 до 4000 кг (на серийном Ер-2 в бомбоотсек можно подвешивать бомбы калибра только до 500 кг включительно)…
7. Взамен механического аварийного управления сбрасыванием бомб предусмотрено дублирующее электрическое.
8. Установлена электрофицированная турель СЭБ-2 под пушку Б-20, взамен полумеханической турели ТУМ-5 под одну пушку ШВАК-20 на серийном самолете.
9. Взамен серийной люковой установки МВ-26 под [пулемет] УБТ с прицелом ОП-2Л, установлена электрофицированная ‹…› НЭУ под [пушку] Б-20 с коллиматорным визиром К8-7 и механизмом стабилизации вектора собственной скорости…».
Заказчик утвердил макет, но с небольшими оговорками, касавшимися кабины экипажа и компоновки винтомоторной группы.
21 января 1945 года в соответствие с приказом Наркомата авиационной промышленности Сухому поручили «… спроектировать и построить ‹…› модифицированный самолет Ер-2 с дизель-моторами АЧ-31». Заданием предусматривалось, чтобы бомбардировщик с экипажем из пяти человек летал со скоростью до 415 километров час у земли и 495 – на высоте 6000 метров, его дальность с 2000 килограммов бомб при нормальном полетном весе была не ниже 2500 километров, а при перегрузочном весе с той же нагрузкой – 5000 километров (с 1000 килограммов бомб – 6000 километров). Максимальная бомбовая нагрузка задавалась не менее 4000 килограммов (бомба модели М-44 в грузовом отсеке) и ее самолет при перегрузочном весе должен был доставлять к цели, удаленной на расстояние 2500 километров.
