Создание в СССР в начале тридцатых тяжелого бомбардировщика ТБ-3 и принятие его на вооружение РККА выдвинули отечественные ВВС на передовые позиции в мире. Впервые в мировой практике СССР развернул мощные ударные авиационные группировки, способные самостоятельно решать стратегические задачи. Явный успех А.Н.Туполева и его коллег по созданию ТБ-3 позволил коллективу продолжить изыскания путей создания более тяжелых "бомбовозов". Они явились, по сути, развитием базовой конструкции ТБ-3 в сторону увеличения размеров планера и суммарной мощности силовой установки при сохранении удельных нагрузок на крыло и мощность двигателей. В результате в первой половине тридцатых появилось несколько проектов сверхтяжелых бомбардировщиков, буквально поражавших современников размерами и грузоподъемностью, при этом обладавших сравнительно небольшими скоростями и высотами полета.

Тяжелый бомбардировщик ТБ-4 (АНТ-16) должен был иметь боевую нагрузку до 10т. Камнем преткновения для проекта долгое время был выбор типа и числа двигателей. Поскольку на начало тридцатых появление двигателей М-35 было проблематично, остановились на шести двигателях меньшей мощности (четыре - на крыле и два - в спарке над фюзеляжем). В состав оборонительного вооружения с учетом экипажа в двенадцать человек входили: две артиллерийские установки под 20-мм пушки, пять стрелковых установок под спаренные пулеметы ПВ-1. В бомбардировочное вооружение входили бомбодержатели и бомбосбрасыватели новой конструкции, обеспечивающие размещение сорока 250-кг бомб или двадцати 500-кг бомб внутри фюзеляжа, одной 1000-кг или 2000-кг бомбы под фюзеляжем.

Предлагавшаяся схема оборонительного огня была достаточно эффективна и практически не оставляла "мертвых" зон, в этом АНТ-16 был как бы предтечей будущих "летающих крепостей". Пушки размещались в носовой и задней фюзеляжных установках самолета. Пулеметы - в кормовой части фюзеляжа за хвостовым оперением, а также в специальных крыльевых башнях в передней и задней частях крыла.

В июле 1933 года экипаж летчика М.Громова совершил на машине первый полет. Общее впечатление испытателей о новой машине было положительное. Однако ТБ-4 было трудно управлять при быстром изменении режима полета, не хватало эффективности руля высоты на посадке. Кроме того, полеты выявили, что при одновременном отключении двух двигателей на одной из плоскостей у самолета возникают недопустимые колебания хвостовой части фюзеляжа. С полетной массой 33т самолет показал максимальную скорость всего 200км/ч. Сказывалась недостаточная мощность силовой установки из-за чрезмерных оборотов винтов и значительной части тяги, затрачивавшейся на обдув толстого крыла.

Хотя дальнейшие испытания проходили более менее успешно, принять машину на вооружение и рекомендовать ее в серию военные отказались. В конце 1933 года вся программа по АНТ-16 была свернута.

Дальнейшим развитием идеи сверхгигантов стали семидесятитонный бомбардировщик АНТ-26 (ТБ-6). Восемь двигателей стояли в крыле, четыре - в двух тандемных установках над крылом, оборонительное вооружение размещалось в восьми стрелковых точках, полезная нагрузка предполагалась до 15т. Для обеспечения необходимой путевой устойчивости, при значительных размерах самолета ввели два дополнительных киля, установив их на трети размаха стабилизатора. Имея незначительный опыт в конструировании самолетов таких гигантских размеров, ЦАГИ для выяснения всех проблемных вопросов рекомендовал провести натурные летные эксперименты на летающей модели АНТ-26. В конце 1932 года приступили к проектированию пилотируемого планера. В 1935 году летчик-испытатель Б.Кудрин проводил на нем полеты, которые позволили уточнить характеристики, устойчивость и управляемость аппарата в полете.

Но время сверхтяжелых малоскоростных низковысотных бомбардировщиков прошло. В июле 1934 года работы по ТБ-6 приостановили.