При всех достоинствах пулемётов системы ШКАС их первые выпуски, изготовленные по чертежам опытного образца, имели недостаточный ресурс — около 1500—2000 выстрелов.
В марте 1933 г. советское правительство, давая заказ на первую крупную партию пулемётов, предложило конструкторам повысить их живучесть, доведя ее до 5000 выстрелов.
В апреле 1933 г. Шпитальный и Комарицкий представили образец, который отличался от своего предшественника не только лучшей живучестью, но и некоторыми изменениями, положительно сказавшимися на простоте конструкции пулемёта. В новой модели была существенно изменена ее основная деталь — коробка, введены пять новых деталей вместо тринадцати упраздненных. Эти переделки повлекли за собой значительное количество изменений размеров и допусков сопряжённых деталей
В июле 1933 г. начался выпуск пулемётов по новым чертежам.
24 декабря 1934 г. закончено испытание пулемёта ШКАС с витой трехжильной возвратно-боевой пружиной. Предыдущая возвратно-боевая пружина часто выходила из строя, не выдерживая более 2500—2800 выстрелов. Пробовали различные сорта стали, меняли диаметр пружин и толщину проволоки, но ничего не помогало, и после определённого количества выстрелов, стрельбу приходилось останавливать для замены пружины. Оригинальное решение было найдено Шпитальным, который предложил делать пружину многожильной, витой. Испытания показали, что живучесть витой трехжильной возвратно-боевой пружины равна 14 000 выстрелам.
В 1935—1936 гг. К. Н. Рудневым, В. Н. Полюбиным и А. А. Троненковым была разработана механическая спарка пулемётов ШКАС, в которой суммарный темп стрельбы двух пулемётов был доведен до 6000- 6400 выстрелов в минуту.
15 мая 1937 г. Шпитальный и Комарицкий закончили изготовление опытного образца пулемёта УльтраШКАС. Применив в нем принцип подвижного ствола при ходе вперед, они достигли скорострельности — 2800-3000 выстрелов в минуту.
