Высокие летно-тактические данные штурмовика Ил-10, его способность в период принятия на вооружение и боевой работы на фронтах Великой Отечественной войны вести активный воздушный бой систребителями противника определили начало проектных работ по еще более скоростному и маневренному штурмовику Ил-16 облегченного типа, которые развернулись в 1944 г., практически сразу же после завершения государственных испытаний Ил-10.
Штурмовик Ил-16 проектировался под новый двигатель жидкостного охлаждения М-43НВ с взлетной мощностью 1691 кВт (2300 л. с.), созданный в ОКБ А. А. Микулина. По своей схеме, аэродинамической и конструктивной компоновке Ил-16 был практически одинаков с самолетом Ил-10, но имел несколько меньшие по сравнению с ним геометрические размеры и массу. В сочетании с более мощным двигателем это должно было обеспечить новому штурмовику максимальную расчетную скорость 625 км/ч. Прочность конструкции самолета Ил-16 позволила ему выполнять все фигуры высшего пилотажа.
Схема бронирования самолета Ил-16 сохранялась практически такой же, как и на Ил-10, но толщина листов брони боковых стенок капота двигателя и боковых стенок кабины пилота и стрелка была уменьшена. Кроме того, увеличилась площадь незабронированной верхней передней части бронекорпуса.
Стрелково-артиллерийское поступательное вооружение самолета состояло из двух пушек НС-23 с общим боезапасом 280 снарядов и двух пулеметов ШКАС, которые имели 1400 патронов. Как и на всех предыдущих штурмовиках С. В. Ильюшина, это оружие устанавливалось в отъемных частях крыла. Предполагалось, что Ил-16 будет иметь нормальный бомбовый груз 200 КР и максимальный 400 кг с размещением бомб как внутри самолета в двух отсеках, оборудованных в центроплане крыла справа и слева от бронекорпуса, так и снаружи на держателях наружной подвески. Однако в процессе дальнейшей проектной проработки самолета его нормальный бомбовый груз увеличился до 400 кг, а максимальный - до 500 кг. Заднюю полусферу Ил-16 защищала подвижная пушка УБ-20 с боезапасом 150 снарядов и десять авиационных гранат АГ-2.
Таким образом, по своим проектным данным штурмовик Ил-16 имел практически одинаковую с Ил-10 мощь наступательного и оборонительного вооружения, но значительно превосходил своего предшественника по скоростным и маневренным характеристикам. Соответственно и боевая эффективность Ил-16 должна была стать значительно более высокой. Такой штурмовик был нужен фронту, и еще до проведения летных испытаний опытного самолета Ил-16 началась подготовка к его серийному производству.
В начале 1945 г. серийный завод завершил постройку опытного самолета Ил-16, и летчик-испытатель В. К. Коккинаки совершил на нем первый полет. Выяснилось, что при таком мощном двигателе реактивный момент воздушного винта и короткий хвост сильно сказываются на продольной устойчивости самолета. Для ее улучшения на 500 мм удлинили отъемную хвостовую часть фюзеляжа, увеличили площадь вертикального оперения, а на руле направления поставили триммер. Доработанный самолет стал в воздухе более устойчив и лучше управляем. Тем не менее летные испытания Ил-16 затянулись из-за недостатков двигателя М-43НВ. Довести двигатель М-43НВ до требуемого состояния не удалось, и летом 1946 р. работы по самолету Ил-16 прекратили.
