За N-1 последовал малый полужесткий дирижабль N-2, построенный в 1925 году для армии и имевший оболочку объемом всего 7000 куб. м. Его конструкция походила на конструкцию N-1. Внутренняя подвеска N-2 несколько иного типа, чем у N-1, поэтому в поперечном сечении дирижабль имел не трехдольную, а двухдольную форму. Весь объем дирижабля делился вертикальными диафрагмами на 7 отсеков.

Особенностью N-2 являлось и то, что в передней части его имелась поднимающаяся из передней части гондолы управления наверх оболочки дирижабля шахта. Шахту образовывали горизонтально расположенные кольца из стальных труб, связанные между собой при помощи трех также стальных труб, которые шли вертикально от гондолы до верхней части оболочки. Шахта проходила через нижнюю арматуру, баллонет и газовое пространство; по ней можно было подняться из гондолы управления непосредственно на верхнюю часть оболочки. Моторных гондол у N-2 — две (два двигателя SPA мощностью по 200 л. с.), они подвешивались по обеим сторонам киля. С грузом 2650 кг его скорость достигала 90 км/ч. N-2 использовали для обучения экипажей дирижаблей.

Этим воздушным кораблем очень заинтересовался военно-морской флот Японии, который вскоре разместил в Италии заказ на его изготовление. В 1926 году японцы получили дирижабль N-3 (заводское обозначение SCA 51), который имел объем оболочки 7500 куб. м и был оснащен двумя двигателями «Майбах» Mb.IVa мощностью по 250 л. с. Развивал скорость 120 км/ч и мог нести 3000 кг полезного груза.

Кроме этих дирижаблей, завод воздухоплавательных конструкций спроектировал дирижабль N-51000 объемом 51 000 куб. м и, как сообщалось в итальянской печати, разрабатывался также проект дирижабля объемом 120 000 куб. м. Больший объем дирижабля потребовал и большего по сравнению с N-1 и N-2 развития нижней подвесной арматуры. Сечение у N-51000 уже не трех-, а пятигранное, причем ферма распространяется по всей нижней поверхности корабля. Гондола управления, она же и пассажирская, помещена в передней части дирижабля. Моторных гондол пять, из них четыре боковых и одна кормовая. В боковых гондолах предполагалось установить по одному мотору типа «Майбах» мощностью по 235 л. с., а в кормовой мотогондоле — два таких же мотора. Считалось, что дирижабль сможет развивать скорость 110 км/ч.

Правительство Муссолини было очень довольно благоприятным международным резонансом полета дирижабля N-1 к Северному полюсу и охотно доверило Нобиле организацию новой, чисто итальянской экспедиции с международным научным участием. В 1927 году специально для этого путешествия построили новый дирижабль N-4 «Италия», который был всего лишь усовершенствованной копией знаменитого N-1.

23 мая 1928 года в 4.40 дирижабль стартовал из Кингсбея на Шпицбергене к Северному полюсу. Кроме командира У. Нобиле, на борту находились еще 15 человек и среди них Ф. Мальмгрен (Швеция), Ф. Бегоунек (Чехословакия) и А. Понтремолли (Италия). Несмотря на довольно сложные метеорологические условия, менее чем через 20 часов — 24 мая в 0.20 дирижабль достиг полюса. Пробыв над ним 2 часа, Нобиле направил дирижабль к Шпицбергену. Вскоре N-4 вошел в зону плотного тумана. С целью экономии топлива один двигатель был выключен. В этих условиях полет продолжался в течение 8 часов. Для того чтобы сделать замеры истинной скорости и оценить направление ветра, высоту полета уменьшили до 300 м. Оказалось, что дирижабль продвигался вперед со скоростью всего лишь около 30 км/ч, а ветер изменил направление с южного на юго-западное. В результате корабль оказался намного восточнее намеченного курса. Запустили третий двигатель, однако скорость существенно не возросла.

Неблагоприятные погодные условия усугубились сильным обледенением. Приходилось непрерывно заделывать пробоины в оболочке, возникавшие вследствие ударов по ней кусков льда, срывавшихся с винтов. Килевая качка и рысканье сопровождались вибрацией. Дирижабль шел очень неустойчиво в южном направлении уже 28 часов. Стало ясно, что он сильно отклонился от курса. Однако оценить его местоположение не представлялось возможным, так как под ним всюду был паковый лед, а сверху — плотный слой облаков.

Еще через 2,5 часа полета заклинил штурвал управления рулем высоты. Дирижабль снизился до 60 м. После этого удалось подняться на высоту около 800 м и выйти из облачности. Штурманы по солнцу установили координаты. Около 10 часов 25 мая неисправность штурвала была устранена. К этому времени дирижабль опять шел на двух двигателях под слоем облаков и непрерывно снижался. Высота составляла всего 200 м. Внезапно N-4 начал опускать корму. Скорость снижения достигла 0,5 м/с. Опять был запущен третий двигатель, однако спуск приостановить не удалось. Понимая, что столкновение со льдом неминуемо, Нобиле во избежание пожара отдал команду выключить двигатели и сбросить остаток балласта.

В 10.33 кормовая гондола столкнулась с ледяным торосом, при этом погиб один механик. Затем разрушилась командирская гондола. Находившихся в ней Нобиле и еще восемь членов экспедиции выбросило на лед. Облегченный дирижабль с остальными шестью участниками взмыл вверх и исчез. Видимо, все погибли, поскольку, несмотря на тщательные поиски этой группы, ни ее, ни следов дирижабля обнаружить не удалось. Возможно, что вскоре после подъема дирижабль взорвался, так как спустя несколько минут в направлении исчезнувшего воздушного корабля оставшиеся на льду наблюдали облако дыма.

Катастрофа произошла в точке с координатами 81°14′ с. ш. и 25°15′ в. д. На розыски группы Нобиле, группы Мальмгрена, предпринявшей попытку дойти пешком до Нордкапа, и вылетевших к ним на помощь на самолете и исчезнувших Амундсена и Гильбо направились спасательные экспедиции СССР, Италии, Швеции, Норвегии, Франции и Финляндии в составе 16 кораблей и 21 самолета, в которых приняли участие 1500 человек. Советский Союз выделил для поисков пропавших самый мощный в то время в мире ледокол «Красин» с самолетом летчика Б. Г. Чухновского на борту и ледокол «Малыгин» с самолетом летчика М. С. Бабушкина.

23 июня шведский летчик Е. Лундборг обнаружил лагерь экспедиции и вывез раненого Нобиле. Через 6 часов Лундборг прилетел еще раз, но при второй посадке самолет потерпел аварию. 10 июля Б. Г. Чухновский обнаружил двух членов группы Мальмгрена (сам он к тому времени погиб). 12 июля команда «Красина» приняла на борт всех найденных членов экспедиции.

Катастрофа N-4 произошла по несколькими причинами. Дирижабль был слишком мал, недостаточно энерговооружен и чересчур перегружен для выполнения столь ответственного полета, на нем практически отсутствовал балласт. N-4 во многом был схож с N-1, но имел несколько меньшие размеры и массу. Уменьшение массы, которое позволило брать больший запас топлива, было в основном достигнуто ценой снижения прочности корабля.

Катастрофу вызвали и чрезмерно тяжелые метеорологические условия — туман, сильный ветер, обледенение. Сказалось также отсутствие на дирижабле надежных средств навигации. Одной из возможных причин, обусловивших быстрое снижение дирижабля, Нобиле считал большую утечку газа через оставшийся в незакрытом положении газовый клапан (его открывали незадолго до катастрофы).

Естественно, что если бы на дирижабле находилось большее количество балласта, то сбросив его, можно было бы значительно уменьшить скорость снижения и тем самым если не предотвратить, то хотя бы смягчить удар. Не могла не сказаться при ударе и недостаточная прочность воздушного корабля.

Пилотирование на втором этапе полета также нельзя признать безошибочным. На отяжелевшем в условиях обледенения и летевшем на высоте всего нескольких сот метров дирижабле, видимо, правильнее было набрать высоту даже путем сброса одного из двигателей (такая возможность предусмотрена в конструкции), выключить остальные и лечь в дрейф в ожидании более подходящих условий для благополучного завершения полета.

Неудача экспедиции Нобиле знаменовала собой практический конец итальянского воздухоплавания. А для самого дирижаблестроителя — это было окончание его деятельности в Италии, где его выставили виновником всего случившегося. Вскоре он перебрался в СССР, где долгое время занимался проектированием советских дирижаблей.