В полете ТБ-ЗРН
Оснащение ТБ-3 пинтами двух типов было испытано на самолето №22452 и затем внедрено в серию
На самолете №22452 проводились эксперименты по улучшению его аэродинамики за счет оклейки гофрированной обшивки полотном
Модификация с М-34ФРН явилась вершиной совершенствования ТБ-3. но к этому времени бомбардировщик уже начал устаревать. В мире появились представители нового поколения тяжелых бомбардировщиков – высотных и скоростных: в декабре 1936 г. на испытания вышел АНТ-42 (ТБ-7), в 1937 г. в США создали "Боинг-299". будущую "Летающую крепость'. На этом фоне гофрированная обшивка, неубирающееся шасси и открытая пилотская кабина ТБ-3 выглядели анахронизмом. Отставание самолета от новейших разработок других стран отмечалось уже в заключении по результатам государственных испытаний варианта с М-34РН. Поэтому производство машин постепенно начало сокращаться. Завод №22 о 1936 г. изготовил 115 самолетов, в 1937 • 22 (и еще 1 – завод №18). а весной 1938 г. выпустил последний ТБ-3. В мае его получила 23-я авиабригада в Монино. В общей сложности построили 819 ТБ-3 всех модификаций. После завершения выпуска никакой существенной модернизации их не проводилось, выполнялись лишь мелкий доработки по оборудованию и вооружению, причем не на заводах, а силами воинских частей.
Другие военные модификации и нереализованные проектыСтараясь на практике определить влияние на ТБ-3 аэродинамического "вылизывания", в 1933 г. на одном самолете (с моторами М-17) закрыли тележки шасси обтекателями, а также сняли ряд узлов, выступавших о набегающий поток. в т. ч. наружные бомбодержатели и все стрелковые установки, люки которых зашили. Эта машина получила прозвище •задраенной". Однако выигрыш по максимальной скорости не превысил 4. 5%. Подобная задача ставилась в январе-феврале 1935 г. и при испытаниях обклеенного полотном ТБ-ЗР. Самолет №22452 обклеили полотном на аэролаке. причем процесс шел постепенно – сперва покрыли переднюю кромку крыла, затем середину верхней поверхности и т. д., пока не покрыли всю машину. Скорость и потолок поднялись, но не более чем на 5-6%. Игра не стоила свеч. Зато испытывавшиеся на этом же ТБ-3 четырех лопастные винты на ближних к фюзеляжу моторах дали более существенный прирост и были внедрены на бомбардировщике.
Разрабатывалось и несколько облегченных вариантов. По требованию командования ВВС ОКДВА(2*) проектировался вариант с М-17Ф с уменьшенным экипажем. более слабым вооружением, но той же максимальной бомбовой нагрузкой. По оценке, с 1000 кг бомб он должен был иметь радиус действия 1200 км против 955 км у серийных самолетов. Однако такой самолет не построили. Продолжением этой работы можно считать облегченную машину №22243 с моторами М-34Р, выпущенную в 1934 г. Она испытывалась, но в серию внесенные на ней изменения не внедрили.
Высотные характеристики ТБ-3 после исчерпания возможностей двигателей с приводными нагнетателями (РН, ФРН и ФРНВ) попытались поднять с помощью турбонаддува. На машине №22682 на каждом М-34ФРНВ установили по два турбонагнетателя ТК-1. Они отличались низкой надежностью, но когда все восемь установок работали, потолок и максимальная скорость на больших высотах существенно возрастали. На серийных ТБ-3 турбонаддув не применяли.
Дальность полета бомбардировщика пытались увеличить установкой дизелей, обладавших относительно небольшим расходом топлива. Вариант, именуемый в некоторых источниках ТБ-ЗД, с четырьмя двигателями АН-1 конструкции А. Д. Чаромского (по 750 л. с. ) должен был иметь дальность до 4280 км. Работы велись в 1935 г.. но летал ли этот самолет – неизвестно.
Радиус действия ТБ-3 пытались поднять и дозаправкой ого о воздухе. Эти работы осуществлялись под руководством А. К. Запанованного. В качестве танкера выступал Р-5. С него ручной лебедкой выпускался бронированный шланг, на конце которого висела "грузовая груша" • попросту увесистая гиря. Приемная горловина на ТБ-3 размещалась на фюзеляже перед турелями Тур-5. от нее шла разводка к крыльевым бакам. Бензин с танкера поступал самотеком Доработку Р-5 и ТБ-3 (с М-17) осуществлял завод №39. Государственные испытания велись в сентябре-ноябре 1933 г. "Грузовую грушу" ловили сразу два стрелка • один не мог удержать бьющийся на ветру шланг. 20 ноября экипаж летчика Иванова впервые успешно дозаправил свой ТБ-3.