Подвеска автомобиля под ТБ-3 с двигателями М-17. Маневры КВО, 1935 г.
Звено ТБ-3 над Амуром. 1936 г.
При буксировке ТБ-3 трактором 10-12-ти красноармейцам приходились "заносить" хвост самолета
В частях, как могли, модернизировали ТБ-3. Старые пулеметы ДА заменялись частично или полностью на ШКАС, монтировались радиополукомпасы, хвостовые колеса-гусматики на ТБ-ЗР меняли на пневматики, обеспечивавшие более мягкое движение. С середины 1940 г. на командирских самолетах стали устанавливать радиополукомпасы РПК-2Б. Но это, конечно, не могло компенсировать общей устарелости самолета.
ТБ-3 активно участвовали во всех крупных сухопутных и морских учениях. Например, в августе 1937 г. три бригады 4-го ТБАК в качестве условного противника имитировали "звездный" налет на Ленинград.
В 1937 г. ТБ-3 впервые попали на настоящую войну • шесть машин с моторами М-34РН вошли в состав военной помощи, направленной о Китай. Экипажи и наземный состав первоначально были советскими, их набирали из частей Московского военного округа, командовал группой тяжелых бомбардировщиков Г. И. Тхор. самолеты получили китайские обозначения • белые 12-лучевые звезды на голубом фоне и бело-голубые полосы на хвосте. 20 мая 1938 г. все шесть бомбардировщиков поднялись с аэродрома под Ханькоу. Экипажи были уже смешанными – в них вошли китайские летчики и стрелки. ТБ-3 пролетели над всем островом Кюсю с юга на север. ПВО японцев молчала, не ожидая подобной наглости. Но вместо бомб вниз полетели листовки. Груз сбросили на Сасебо. Нагасаки и Фуку-оку, Этот рейд заставил японский генеральный штаб ещё более уважительно отнестись к ВВС ОКДВА. способным поднять в воздух больше сотни тяжелых бомбардировщиков. В штабах авиачастей, дислоцированных на Дальнем Востоке, действительно лежали запечатанные пакеты с заданиями для соединений ТБ-3 по нанесению ударов по авиационным и морским базам, портам, складам, узлам железных и шоссейных дорог на территории Японии. Манчжурии и Кореи.
Но первые настоящие боевые цели ТБ-3 пришлось поражать на родной земле. Летом 1938 г. они участвовали о боях у озера Хасан. Чтобы выбить японцев с захваченных ими позиций на сопках Заозерная и Безымянная, сосредоточили мощный авиационный "кулак" из 250 самолетов. В их число вошли 60 ТБ-3 под командованием А. В. Коновалова. Вечером 6 августа вся эта армада обрушилась на траншеи, артиллерийские батареи и тылы японской армии. ТБ-3 шли в первой волне. Затем поддержку наступающих танков и пехоты обеспечивали в основном СБ и истребители, а ТБ-3 переключились на грузовые перевозки. Наводнение отрезало советские войска от тылов, и самолеты везли к району боевых действий сухари. масло, крупу и махорку.
ТБ-3 применялись и на Халхин-Голе. Правда, их там было не так много: отдельная группа тяжелых ночных бомбардировщиков насчитывала 23 самолета. Она начала боевые операции в ночь с 7 на 8 июля 1939 г. Самолеты вылетали группами по 3-9 машин, но бомбометание каждый осуществлял отдельно. Брали по 2 т бомб, в основном калибра 100-250 кг. Сбрасывали их с высоты 1500-2000 м. Массированных налетов на Халхин- Голе не было, действия ТБ-3 в основном носили беспокоящий характер, кроме этого, группа старых самолетов с моторами М-17 использовалась для санитарных и грузовых перевозок.
ТБ-3 7-го ТБАП, захваченный финнами 13 февраля 1940 г. Самолет, оснащенный двигателями М-17, имеет носовую часть, характерную для ТБ-ЗР поздних серий
ТБ- 3 гоминьдановских ВВС
При вторжении в Польшу в сентябре 1939 г. в боевую готовность привели тяжелобомбардировочные полки в западной части СССР, но ТБ-3 никого не бомбили, а служили как транспортные. При этом одна машина совершила вынужденную посадку на германской стороне, но немцы ее потом вернули назад.
Зимой 1939-40 гг. без ТБ-3 не обошлись в войне с Финляндией (их. например, имел 9-й смешанный авиаполк). Работали они в основном по ночам, поражая крупные объемы в тылу противника, а перед прорывом линии Маннергейма переключились на бомбежку ее укреплений. Здесь они были незаменимы: ни один другой советский самолет не мог поднять 2000-кг бомбу. Но по большей части в ход шли ФАБ-250 и ФАБ-500. Высоты бомбометания были примерно то же. что и на Халкин-Голе. Массированного применения тяжелых бомбардировщиков не было. Использовались они также как транспортные и санитарные.
Финнам удалось сбить два ТБ-3. 13 февраля 1940 г. самолет 7-го тяжелобомбардировочного полка (ТБАП) был поврежден зенитной артиллерией после выброски грузов окруженной финнами советской части. Самолет сел на лед замерзшего озера. Финские солдаты бросились к машине. Ее экипаж принял бой. В живых остались только два раненых летчика, которых взяли в плен. Сам бомбардировщик был добит минометным огнем. 10 марта еще один ТБ-3 был сбит истребителем в районе Кеми. В обоих случаях тяжелые машины летали днем.