Лишь когда в 1929 году в Таганроге была создана морская испытательная база ЦАГИ, работы по поплавковому варианту АНТ-4 возобновились. Опытный АНТ-4 № 2 был поставлен на поплавки «Юнкере» с удлиненной по рекомендации Туполева носовой частью, скопированные заводом № 22 из комплекта самолета ЮГ-1.
Испытания начались 15 июня 1929 года и завершились в первых числах августа с полным успехом. Закрепить достигнутое решили сверхдальним перелетом Москва — Нью-Йорк, значительная часть которого должна была пройти над Тихим океаном с перестановкой с колес на поплавки. Подготовку головного серийного ТБ-1 № 601 и техническое обеспечение полета на сухопутном участке вел В.М. Петляков, а на морском — Р.Л. Бартини. Экипаж самолета «Страна Советов» под командованием С.А. Шестакова вылетел из Москвы 8 августа, но под Читой вынужден был садиться на лес. Все остались живы, но машина была разбита. Вторую попытку предприняли 23 августа. Число промежуточных посадок увеличили, что позволило снизить запас топлива, и взлетный вес уже не превышал нормальный. На этот раз все прошло гладко и «Страна Советов» № 2 прибыла в Нью-Йорк 31 октября. За 141 ч 45 мин. полетного времени было пройдено 21242 км, из них 50 ч полег проходил над океаном — 8000 км на участке от Хабаровска до Сан-Франциско. Это был первый перелет советского самолета в США и первый наш перелет такой дальности над водным пространством.
Этот полет при общем успехе показал несовершенство поплавков «Юнкере» с сечением, близким к пятиугольнику со слабовыраженной килеватостью и гофрированными панелями обшивки. В октябре 1929 года у английской фирмы «Шорт» было куплено несколько пар поплавков разного объема. Они имели сечения, выполненные плавными кривыми, и развитый киль. Герметизация обеспечивалась так называемыми «полуторными» заклепочными швами: первый ряд заклепок 3-мм диаметра был силовым, работал на срез и имел шаг 37.5 мм, а второй обеспечивал плотность прилегания листов и состоял из 2,3-мм заклепок, поставленных с шагом 12.5 мм. Клепка получалась гораздо качественнее, чем с применением мягких герметизирующих прокладок, да и вес конструкции получался меньше, а главное, конструкция имела малый вес за счет отсутствия герметика и минимального нахлеста листов — всего 15 мм. Такие поплавки были запущены в серию на таганрогском авиазаводе № 31, там же, начиная с 1932 года, было построено 66 поплавковых бомбардировщиков ТБ-1П — довольно большая серия по тому времени. Первые машины комплектовались поплавками, купленными в Англии, далее 31-й завод освоил их выпуск. Однако другие предприятия не смогли освоить «аглицкую вещь» — ширина перемычек между ближними заклепками и от заклепки до края листа была всего 5 мм при допуске менее миллиметра, в противном случае не обеспечивалась прочность и герметичность, и получался трудноустранимый брак.
Комплект поплавков «типа Ж» (так в нашем производстве назывались поплавки «Шорт» 8-тонного класса) весил 816 кг. Как ни странно, скорость ТБ-1П с ними по сравнению с обычным серийным ТБ-1 2М-17 на колесном шасси даже увеличилась на 8 км/ч, зато остальные летные данные упали. Больше всего «пострадала» скороподъемность — время набора высоты 3000 м выросло с 12 до 33,2 минуты. Ухудшилась маневренность самолета, и теперь вираж на высоте 1000 м он выполнял уже не за 26, а за 40 секунд. На 5 км/ч возросла посадочная скорость — с 85 до 90 км/ч. Примерно на 10 % увеличились вес пустого и взлетный, а весовая отдача ухудшилась на 4 %. Возможность устранения этих недостатков Туполев видел в переходе от поплавковых модификаций сухопутных самолетов к летающим лодкам.
Научно-технический комитет Управления ВВС 9 ноября 1928 года утвердил задание на морской тяжелый бомбардировщик-торпедоносец МТБТ. Самолет этот был спроектирован Туполевым в ЦАГИ под обозначением АНТ-11, но построен не был, а нужда в такой машине осталась. В июле 1931 года ВВС составили новые требования на такую машину, причем их новая редакция предусматривала значительное увеличение дальности и скорости полета — требовалось создать «морской крейсер», способный вести дальнюю разведку в интересах флота и действовать против вражеских кораблей самостоятельно.
АНТ-22 проектировался, как классическая летающая лодка, но в таком варианте длина фюзеляжа превышала 50, а высота — 6 метров. Тогда было решено вернуться к компоновке, прорабатывавшейся еще при создании АНТ-11 — двухлодочной схеме по типу итальянского гидроплана Савойя S 55. Правая и левая лодки были идентичны, их нижняя часть имела частый силовой набор, а герметизация швов обеспечивалась прокраской железным суриком на полимеризованном минеральном масле. Она заканчивалась герметичным силовым полом, выше которого конструкция была гораздо ажурнее и легче. Обшивка крыла и стабилизатора оставалась гофрированной, а на лодках и килях она была уже гладкой, правда, по бортам пустили по три внешних силовых балки. Над крылом планировалось установить три тандемных установки с новейшими высотными редукторными моторами М-34РН конструкции Микулина.