Зато в мае 1937 г. МТБ-АР таскал безмоторную "кабину лейтенанта Герасимова". Изготовлялась она из дерева и внешне напоминала маленький аэростат заграждения с рудиментарными плоскостями. За счет работы собственных рулей кабина могла перемещаться вправо-влево, вверх-вниз Использовать ее предполагалось при ведении разведки: бомбардировщик должен был следовать на большой высоте, а с него на длинном тросе выпускалась кабина с наблюдателем. Но эффективности устройства признали недостаточной и серийно его не строили.
Пределом для "тягловых" возможностей ТБ-3 стал "летающий танк" ЛТ (планер, навешенный на Т-60). Его спроектировал О. К. Антонов для десантников и партизан. С ЛТ совершили всего один полет, 2 сентября 1942 г. Вскоре после излета моторы M-34PH стали перегреваться, и пилот носителя отцепил планер, который сел в Быково.
Многие работы были связаны с вооружением ТБ-3. На самолете впервые испытывал ось дистанционно управляемое оборонительное вооружение, разрабатывавшееся с 1932 г в ЦАГИ под руководством М. В. Малышева. Там же для ТБ-3 спроектировали встроенную установку пулеметов ДА в экранированной башне. Под руководством П. И. Гроховского бомбардировщик Туполева оснастили пушечным вооружением. Интересно, что предназначался он не для поражения крупных сухопутных и морских целей. как позднее итальянский Р 108А или американский B-25G и В-25Н, а для атаки крупных соединений бомбардировщиков противника. В декабре 1934 г. под фюзеляж ТБ-3 установили короткоствольную полковую пушку образца 1927 г. Из нее стреляли и на земле, и в воздухе. В середине 1935 г. государственные испытания проходил ужо не экспериментальный, а боевой вариант пушечного ТБ-3. В носовой части его фюзеляжа разместили 76-мм зенитное орудие, а о консолях – по одной полковой пушке обр. 1927 г Орудия заряжались вручную, а сигналом для стрельбы служило загорании на командном щитке красной лампочки. К сожалению, отчеты об этих испытаниях до сих пор не найдены, поэтому неизвестно, как мотивировалось прекращение работ по пушечному ТБ-3.
Постоянно развивалось и модернизировалось бомбардировочное вооружение самолета. Для испытания новых образцов подготовили специальную летающую лабораторию ТБ-ЗЛЛ, Первоначально на ней испытывали химическое вооружение – приборы ВАП-500 и ДАГ1-ЗК (самолет нес по четыре штуки на наружной подвеске). В 1937 г. опробовали вариант с пятью ВАЛ-1000. При одновременном распылении ТБ-ЗЛЛ выбрасывал до 500 л отравляющих веществ в секунду Эта машина дала "путевку о жизнь" многим обычным боеприпасам, впоследствии использовавшимся в Великой Отечественной войне: ФАБ-500, ФАБ-1000, ФАБ-2000. БРАБ-500, БРАБ-800. Для самого ТБ-3 максимальный калибр бомб довели до 2000 кг. разработав целую гамму фугасных, осколочных, бронебойных, зажигательных и химических боеприпасов Применение моторов М-34РН позволило поднять высоту эффективного бомбометания до 8000 м, что экспериментально проверили на Акмечетском полигоне в августе 1936 г.
В лабораториях Осконбюро для ТБ-3 спроектировали немало типов химического и бактериологического оружия: обычные и кассетные бомбы, ампульные кассеты, водно-бактериологические фугасы ВБФ дли заражения водоемов, парашютные-бактериологические кабины КПБ, доставлявшие на территорию противника по 500 крыс-носителей опасных болезней и т. п.
Большой радиус действия ТБ-3 привлекал к нему пристальное внимание и а морской авиации. Чтобы повысить эффективность применения самолета против кораблей, в 1932 г. предложили оснастить ого торпедной подвеской. Недостаточно маневренный тяжелый бомбардировщик собирались снабдить мостами под две торпеды TAB-15 (ВВС 10/15), а позднее усовершенствованными 21-дюймовыми (ТАВ-27). которые предназначались для высотного торпедометания. Такие ТБ-3 намеревались разместить на Тихом океане (до 50 машин). Опытный образец моста был изготовлен, и в сентябре 1934 г. Остехбюро выделили один ТБ-3 для необходимых экспериментов. Однако TAB-15 доводилась очень долго, а ТАВ-27 вообще не была принята на вооружение, В итоге ТБ-3 с торпедной подвеской предложили в качестве транспортного самолета для перевозки торпед на передовые базы. не увенчались успехом и попытки вооружить бомбардировщик авиационными минами МАВ-1 И МАВ-2.
Выброска десанта с ТБ-3
С ТБ-3 связан и очень не ординарный для своего времени проект т н. "план-торпеды ПТ" – радиоуправляемого противокорабельного планирующего снаряда, в июле-августе 1936 г. он испытывался на подкрыльевой подвеске ТБ-3, выделенного 2-й ТБАБ Ленинградского военного округа. Система до боеспособного состояния доведена не была.