9 января 1941 г. Королевские ВВС официально объявили о принятии нового бомбардировщика на вооружение, а 24 февраля шесть «Манчестеров» вошли в состав соединения, атаковавшего французский порт Брест, где, по разведданным, находился германский крейсер типа «Хиппер». Все самолеты благополучно вернулись на свои аэродромы, но один «Манчестер» при посадке в Уэддингтоне из-за отказа гидросистемы потерпел аварию. Вскоре удалось выяснить причину отказа гидросистемы и устранить ее.
С моторами «Валчер» также возникало много проблем, поэтому в 207-й эскадрилье редко было одновременно более пяти боеготовых самолетов.
В ночь на 13 марта 1941 г. 207-я эскадрилья потеряла от огня противника первый «Манчестер».
К этому времени большинство технических проблем было решено, на заводах фирмы «Метрополитен Виккерс» организовали вторую сборочную линию, началось формирование новых эскадрилий. Но одна проблема оставалась не решенной – недостаточная мощность и надежность силовой установки «Манчестер».
Потолок бомбардировщика составлял всего 3048 метров, и в случае отказа или повреждения одного из моторов машина начинала стремительно терять высоту.
В апреле 1941 г. обнаружились дефекты в подшипниках «Валчеров», и все полеты «Манчестеров» запретили. Затем доработок потребовала система охлаждения, и с 16 июля вновь запретили все полеты новых бомбардировщиков. Еще раз прекратились полеты с 30 июня, когда пришлось полностью перебрать двигатели и внести в их конструкцию ряд изменений.
7 августа полеты возобновились, но обнаружились еще два серьезных дефекта. С флаттером хвостового оперения удалось справиться довольно быстро, в результате чего появилась модификация «Манчестер» IА с увеличенными шайбами оперения. Но проблема с флюгированием винтов оказалась более сложной. Из-за все новых и новых проблем с силовой установкой росли потери самолетов.
С самого начала испытаний прототипа «Манчестера», когда выяснилось, что 24-цилиндровые «Валчеры» не развивают проектной мощности, конструкторы «Авро» начали разрабатывать альтернативные проекты двигателей. Двухмоторный вариант самолета получил обозначение «Манчестер» Mk II. На нем «Валчеры» предполагалось заменить моторами «Непир Сейбр» или «Бристоль Центавр». Четырехмоторный вариант получил обозначение «Манчестер» Mk III. Работы по нему шли опережающими темпами, и вскоре от разработки двухмоторного варианта отказались.
Планер серийного «Манчестера» ВТ308 был оснащен новой центральной секцией крыла, в которой разместили четыре мотора «Роллс-Ройс Мерлин Х». Первый полет прототипа состоялся 9 января 1941 г. Испытания дали положительные результаты.
Удвоенное число моторов позволило увеличить максимальную бомбовую нагрузку с 4694 кг до 6350 кг. Запас топлива увеличился с 6435 до 8153 литров. Дальность полета возросла с 1930 км до 3780 км. Бомбардировочное командование получило бомбардировщик, способный наносить удары по целям в глубине территории Европы, он имел большую бомбовую нагрузку и мог противостоять ПВО противника. Потолок новой машины более чем вдвое превосходил потолок «Манчестеров». Высокая надежность моторов «Мерлин» обеспечивала большую безопасность для экипажей.
Официальные испытания прошли в Боскомб Даун в марте 1941 г. Выяснилось, что в диапазоне скоростей от 160 до 466 км/ч рули высоты и элероны действовали хорошо, а вот нагрузка на руль управления увеличивалась с ростом скорости. При разбеге самолет имел сильную тенденцию к развороту влево, но эту проблему удалось решить, дросселируя левый внешний двигатель и быстро поднимая хвост машины, что позволяло пилоту использовать для парирования вертикальное оперение.
В мае 1941 г. в воздух поднялся второй прототип – DG595. По сравнению с ВТ308 эта машина несла верхнюю и нижнюю турели и новое двухкилевое вертикальное оперение увеличенной площади. Вместо моторов «Мерлин Х» были установлены моторы «Мерлин ХХ», развивавшие мощность 1280 л.с.
Новому бомбардировщику присвоили имя «Ланкастер», и после получения результатов испытаний опытных самолетов он был немедленно запущен в серийное производство. Выпуск «Манчестеров» прекратили после постройки 200-й машины, а оставшиеся в заделе планеры были соответствующим образом переделаны.
Заказ Министерства авиации на новые самолеты значительно превосходил производственные возможности «Авро». Поэтому большая часть весны и лета была посвящена организации производства «Ланкастера». Была создана производственная группа, в которую входили фирмы «Авро», «Метрополитен-Виккерс», «Виккерс-Армстронг» и «Армстронг-Витворт», а также более 600 субподрядчиков по всей стране.
Первый серийный «Ланкастер» L7527 взлетел с аэродрома «Авро» Вудфорд 31 октября 1941 г. В отличие от прототипа, оснащенного моторами «Мерлин X», мощностью 1130 л.с., на серийных машинах устанавливался двигатель «Мерлин XX», мощностью 1280 л.с. На самолетах устанавливались винты изменяемого шага «Де Хевилленд» D.H. 5/40, но иногда использовали и пропеллеры «Гамильтон» А 5/138.
Оборонительное вооружение состояло из девяти 7,7-мм пулеметов «Браунинг», размещавшихся в четырех турелях фирмы «Фрэйзер-Нэш» с гидравлическим приводом: два пулемета в носовой турели FN5, два – в верхней турели FN50, два – в подфюзеляжной турели FN64 и четыре – в хвостовой турели FN20. «Ланкастер» унаследовал от «Манчестера» бомбовый отсек длиной 10,05 м, способный вместить восемь 453-кг бомб. Поперек центральной части фюзеляжа была установлена бронированная переборка. Пилот и стрелки были защищены броней, которая также прикрывала некоторые ответственные элементы конструкции фюзеляжа.
Пока второй прототип – DG595 – проходил обширные испытания в Боскомб Даун, первую опытную машину – ВТ308 – 9 сентября 1941 г. передали 44-й (родезийской) эскадрилье в Вэддингтоне, чтобы подготовить летный состав и технический персонал к эксплуатации четырехмоторных машин. Эта эскадрилья, входившая в состав 5-й группы и ранее вооруженная «Хэмпденами», должна была первой освоить новый тяжелый бомбардировщик.
Как и любой новый самолет, «Ланкастер» не был лишен недостатков. Так, при испытаниях на пикирование из-за разрушения хвостового оперения была потеряна одна машина. Кроме того, пришлось усиливать конструкцию законцовок крыла, а сбои в работе топливных насосов приводили к тому, что самолеты не добирали расчетной высоты. Отсутствие руководства по эксплуатации (в начальный период освоения) стало причиной аварий на взлете, в которых пострадало несколько машин. Тем не менее заложенный в конструкцию «Ланкастера» запас прочности позволил справиться с этими недостатками, причем это никак не отразилось на боеготовности эскадрилий. По словам известного историка авиации Уильяма Грина: «Разработка “Ланкастера”, начиная с модификации Mk I, диктовалась почти исключительно эксплуатационными требованиями. Об этом свидетельствует и то, что по чисто техническим причинам в конструкцию самолета внесли лишь небольшое число изменений и незначительное количество доработок потребовалось для улучшения аэродинамики машины».
Первые из поступивших на вооружение «Ланкастеров» отличались чистотой обводов (не считая фонаря кабины и турели), дополнительными выступающими элементами были лишь приемник воздушного давления и различные антенны. На высоте 4572 метров полностью загруженный самолет развивал максимальную скорость 442,5 км/ч, значительно превосходя по летным характеристикам «Стирлинг» и «Галифакс». Бомбардировщик «Стирлинг» был в конечном итоге снят с вооружения и заменен «Ланкастером», а вот «Галифаксы» последних моделей сравнялись со своим конкурентом по всем параметрам, уступая лишь в величине бомбовой нагрузки.
