ТБ-3 (АНТ-6) - первый в мире стратегический цельнометаллический четырехмоторный свободнонесущий моноплан-бомбардировщик с двигателями, установленными в ряд по размаху в носке крыла. Его схема - развитие схемы ТБ-1 - стала господствующей для всех самолетов подобного типа и разного назначения. История создания ТБ-3 началась еще в 1925 году переговорами Остехбюро с ЦАГИ о постройке тяжелого бомбардировщика в сухопутном и поплавковом вариантах. Проектирование самолета началось под руководством А.Н.Туполева в мае 1926 года. Опытный экземпляр был поднят в воздух летчиком М.М.Громовым в декабре 1930 года. После проведения успешных летных испытаний самолет рекомендовали к серийному выпуску.

Подготовку к серийному выпуску нового бомбардировщика начали задолго до того, как поднялся в воздух опытный АНТ-6 - настолько были очевидны перспективы машины. Быстрейшему внедрению ТБ-3 в эксплуатацию придавалось очень большое значение. Но существовавший в то время технологический уровень нашей авиаиндустрии явно не соответствовал сложности ТБ-3. Отмечалась плохая подгонка частей самолета, небрежная обработка стыков, невзаимозаменяемость узлов на машинах даже одной серии, волнистость поверхности крыла. Особенно много претензий предъявлялось к сборке и нивелировке бомбардировщика. ТБ-3 из-за требования возможности перевозки по железной дороге членился на очень большое количество узлов, даже крыло разделялось не только поперек, но и вдоль. Все это собиралось с большим трудом. Щели в соединениях зияли такие, что на зиму их заклеивали полотном, чтобы не набивался снег. Самолеты сдавались без прицелов, радиостанций, бомбодержателей, пулеметов.

Тяжелобомбардировочная бригада полного состава имела четыре эскадрильи ТБ-3 (всего 49 машин), эскадрилью "крейсеров" Р-6 (12 самолетов) для дальнего сопровождения и разведки и эскадрилью истребителей И-5 (31 самолет) для прикрытия аэродромов и эскорта близ линии фронта. Таким образом, создавалась стройная структура стратегической авиации. Все это делалось впервые в мире. Бригады обычно сначала формировались из двух эскадрилий, а потом разворачивались до полного состава.

У летного состава туполевский бомбовоз вызывал чувство законного уважения. Четырехмоторные гиганты оказались достаточно устойчивы в воздухе и покладисты в пилотировании. Несмотря на впечатляющие характеристики новых бомбардировщиков у них имелись и определенные недостатки, главным из которых в то время была сравнительно небольшая дальность для машины подобного класса. Необходимость увеличения этого параметра особенно ощущалась в Забайкалье и на Дальнем Востоке, где потенциальные цели далеко отстояли от советской границы. С целью увеличения дальности полета увеличили разрешенный взлетный вес, начали летать на обедненных смесях, перешли на этилированный бензин, убрали внешнюю подвеску бомб. В результате совместных усилий коллектива конструкторов, серийных заводов и ВВС страна получила грозное современное оружие, с наличием которого не могли не считаться потенциальные противники.

Предполагалось, что "линкоры 2-го класса" ТБ-3 будут дополнены "линкорами 1-го класса" - ТБ-4 (восьмимоторными) и ТБ-6 (двенадцатимоторными). Четырехмоторные машины при этом должны были составлять половину парка тяжелобомбардировочной авиации, ТБ-4 - 40%, а ТБ-6 - оставшиеся 10%. Но восьмимоторный гигант остался только опытным образцом, а ТБ-6 вообще не построили и ТБ-3 надолго остался основой отечественной тяжелобомбардировочной авиации, причем именно самолеты с моторами М-17 мощностью 730л.с. стали самой массовой модификацией ТБ-3.

С 1934 года парк тяжелобомбардировочной авиации начал пополняться усовершенствованными самолетами с отечественными моторами М-34 мощностью 830л.с. Однако реальный прирост скорости, определенный на испытаниях, оказался невелик - около 10км/ч. Расход горючего при этом изрядно возрос, а значит, уменьшилась дальность. Самолеты с М-34 были почти на тонну тяжелее - больший вес имели сами моторы, почти вдвое увеличили емкость маслобаков, в полтора раза стало больше воды в системе охлаждения. Бомбовое и стрелковое вооружение оставалось идентичным самолетам с моторами М-17.

Серийные ТБ-3 с моторами М-34Р значительно отличались от предыдущей модификации. За счет установки редуктора вал винта сместился вверх, что привело к необходимости изменить капоты. На самолете полностью переделали хвостовую часть. В фюзеляже разместили кормовую турель. Руль направления подняли, изменив его контуры, в частности сделали вырез над турелью.

В 1935 году на двигатели М-34РН установлены нагнетатели, что позволило увеличить потолок самолета. Средние моторы оснащались четырех лопастными деревянными винтами. Отказались от подкрыльных башен, зато была добавлена люковая турельная установка для стрельбы вниз-назад. На самолетах последней серийной модификации установили форсированные двигатели М-34ФРН мощностью 900л.с. В консолях крыла установлены два дополнительных бензобака, произведены изменения в органах управления, тележки шасси заменили на двухметровые колеса. Благодаря аэродинамическим улучшениям скорость самолета выросла до 300км/ч.

В ходе освоения ТБ-3 выявились также трещины моторов и растрескивание втулок винтов, течи радиаторов, быстрое поражение обшивки коррозией, смятие дисков колес, поломки хвостового колеса, течь водяных радиаторов. Много машин этого типа отправили на Дальний Восток и в Забайкалье, спецификой которых являлись зимние холода. На морозе смазка загустевала, а иногда даже затвердевала. Это затрудняло запуск двигателей. Вода в сильные холода ухитрялась замерзать в системе охлаждения даже работающих моторов! Парадоксально, но двигатель при этом заклинивало из-за перегрева. Именно в Забайкалье начали эксплуатировать самолеты с антифризами.

Хотя официально ТБ-3 в модификации ТБ-3 М-17Ф состоял на вооружении до 1939 года, на его долю выпало и участие в Великой Отечественной войне. Противник первоначально пренебрежительно относился к этому самолету. Тихоходный, большой, он, казалось, был идеальной мишенью для вражеских перехватчиков. Однако прошло совеем немного времени и немцы были вынуждены в корне пересмотреть свое отношение к заслуженному ветерану. На его перехват враг был вынужден посылать лучших истребителей-"ночников". Ведь из-за своей низкой скорости ТБ-3, точно также, как и По-2, использовался в качестве ночного бомбардировщика. Своим появлением он порой вводил врага в мистический ужас. Заходя для бомбометания на цель, он как бы зависал над нею и сыпал сверху бомбами (некоторые модификации могли нести до 4 тонн бомб), равнодушно пропуская через свой фюзеляж осколки немецких зенитных снарядов.

В боевой эксплуатации ТБ-3 показывал истинные чудеса - он мог взлетать с перепаханных полей, совершать посадку на снег глубиной около метра, нести на внешней подвеске негабаритные грузы, такие, как танк Т-38, артиллерийское орудие, грузовик ГАЗ-АА. Длительное время ТБ-3 использовался как грузовой и десантный самолёт, способный взять на борт до 35 солдат. С самолетов выбрасывали разведывательные и диверсионные подразделения, осуществляли снабжение окруженных частей РККА.

В 1937 году было подготовлено пять самолетов ТБ-3 "Авиаарктика" для полетов в условиях заполярья. Вооружение сняли, переделали нос фюзеляжа. Были установлены закрытая кабина летчиков, трехлопастные металлические винты изменяемого в полете шага, новое двухколесное шасси и хвостовое ориентирующееся колесо, предусматривалась установка лыжного шасси. Самолеты окрашивались в красный цвет.

В конце тридцатых годов часть снимаемых с вооружения ТБ-3 передавалась для дальнейшего использования в гражданскую авиацию, где они эксплуатировались в качестве транспортно-грузовых и пассажирских самолетов под обозначением Г-2. С машин снималось все вооружение и спецоборудование. Заделывались вырезы для турелей и носовое остекление, для перевозки крупногабаритных грузов в фюзеляже оборудовался вместительный отсек. Самолеты эксплуатировались до полного износа. В распоряжении Аэрофлота было около 50 самолетов.

Свою службу ТБ-3 окончательно завершил уже после войны, когда он (с 1945 до 1946 года) использовался в качестве учебного самолета в советских военных училищах. Всего было построено более 800 самолетов ТБ-3 в нескольких модификациях.

После успешного применения составного звена на базе бомбардировщика ТБ-1 и двух истребителей И-4 или И-5, инженер В.С.Вахмистров предложил создать аналогичное звено на базе ТБ-3. Было испытано несколько вариантов звеньев: на крыле, над фюзеляжем и под крыльями устанавливались от трех до пяти истребителей. Проект для ПВО предусматривал сопровождение шести истребителей И-16, которые посменно по три самолета подцеплялись в полете к ТБ-3 снизу для дозаправки. Для этого под крылом оборудовалась опускаемая ферма с прицепным устройством. После захвата самолетом замка ферма подтягивалась к крылу. Летом 1938 года было выполнено несколько успешных подцепок в воздухе, но дальше этих экспериментов дело не пошло.

Более удачным оказался вариант использованиея истребителей И-16 в качестве пикирующих бомбардировщиков. Под плоскости бомбардировщика ТБ-3 с помощью специальных замков подвешивались два истребителя И-16, каждый из которых брал с собой по две 250-кг фугасные бомбы. Радиус действия истребителей значительно увеличивался, так как в полете истребители питались горючим от самолета-носителя. При подлете к цели истребители отцеплялись и, преодолевая зенитный заслон противника, точно поражали ее с пикирования. Самолет И-16 после сброса бомб оставался полноценным истребителем, способным вести воздушный бой. Возвращались они уже своим ходом на ближайший аэродром.

Летом 1938 года система, получившая обозначение "Звено-СПБ", успешно прошла испытания. К началу войны на вооружении авиации Черноморского ВМФ стояло пять комплектов "Звено-СПБ". За 1941-42 годы было произведено около тридцати боевых вылетов, которые по своей высокой эффективности стали одними из наиболее удачных военных акций советской авиации.