Но в то же время к бочке меда примешалась и ложка дегтя. Иностранные авиационные специалисты обратили внимание на архаичные деревянные двухлопастные винты, отсутствие на машинах современных средств радионавигации. Там, где в Европе давно ставили гибкие шланги, у нас по старинке выполняли магистрали из отожженной медной трубки. Ни одной серьезной поломки за время перелетов не произошло, но экипажи отметили немало неприятных дефектов. Обнаружились тряска винтомоторных установок, вибрации и поломки трубопроводов. Поспешный подбор винтов привел к тому, что они оказались слишком велики. В результате ближние к фюзеляжу винты стали отбрасывать поток на стык крыла и фюзеляжа, вызвав дополнительную тряску. Выявился и ряд других недостатков – подтекали баки, ломались качалки элеронов, лопались хвостовые колеса (на «парадных» машинах поставили не гусматики, а пневматики – с более плавным ходом).
Экипажи и члены делегаций увидели на аэродромах и заводах Европы много нового, еще не производившегося и не применявшегося в Советском Союзе. Это послужило дополнительным толчком к еще одному шагу в модернизации ТБ-3.
Между тем, требования к характеристикам бомбардировщика продолжали расти, вынуждая продолжать его модернизацию. Следующим шагом стало улучшение его высотных данных. Это являлось ответом на постановление Совета труда и обороны (СТО), в котором говорилось: «Признать, что корабли ТБ-3 по своему радиусу действия (1150- 1200 км) удовлетворяют минимальным оперативным требованиям, но обладают совершенно недостаточным потолком (около 3000 м в районе цели после 6 – 8 часов полета)…»
Поднять потолок должны были моторы М-34РН с приводными центробежными нагнетателями. Применение наддува обещало существенно повысить высотные характеристики машины. Опытные образцы мотора этой модификации планировали иметь еще в декабре 1932 г. Реально же это произошло гораздо позже.
Опытные образцы М-34РН впервые поставили на ТБ-3 в начале 1934 г. При этом использовали самолет №22202, являвшийся ранее опытным образцом ТБ-3Р. Заводские испытания начались 7 марта 1934 г., а в августе-сентябре прошли государственные. Выяснилось, что новые двигатели существенно улучшили скорость, скороподъемность и потолок. На заводе самолет достиг скорости 280 км/ч – примерно на 30 км/ч выше, чем у серийных ТБ-3Р.
УВВС рассчитывало получить серийные ТБ-3 с моторами М-34РН (часто сокращенно писали ТБ-3РН) уже в том же году. Первоначально предполагалось, что будет использован планер ТБ-3Р с новой мотоустановкой. Шасси по-прежнему выполнялось в виде двухколесных тележек, но тележки закрывались обтекателями. Главные отличия крылись в составе вооружения. Кассеты Дер-9 заменили на более современные КД-2, но с тем же количеством замков – 26. Вместо пулеметов ДА во всех точках хотели поставить новые ШКАСы с ленточной подачей. Предполагалось, что на ТБ-3РН сначала поставят пять пулеметов ШКАС: один в носу фюзеляжа, два в верхней турели, два в кормовой установке. Один ДА при этом оставался в нижнем люке. С февраля 1935 г. ШКАС должен был появиться и в этой точке. Общий боезапас составлял 4000 патронов.
Несколькими месяцами позже пришли к выводу, что, учитывая большую скорострельность ШКАСов, можно ограничиться четырьмя пулеметами. Три должны были стоять на новых турелях Тур-Ток конструкции Токарева. Четвертый – на шкворне в люке, с питанием из «бороды» – подствольного короба.
Но путь от опытной машины до серии оказался долгим. Определяющим фактором здесь оказалась надежность нагнетателя. Первый его вариант, двухскоростной, спроектированный П.И.Орловым, А.А.Микулиным и А.И.Данилевским, получился чрезмерно сложным. На нем никак не могли довести устройство переключения с одной скорости на другую. Тогда Данилевский создал более простой нагнетатель, односкоростной. Характеристики его были ниже, номинальная мощность поддерживалась только до высоты 3000 м (у первого варианта-до 5000 м). Зато с ним опытный мотор работал достаточно надежно.
Были и проблемы с теплонапряженностью, с неустойчивой работой на малом газу. С повторных государственных испытаний в сентябре 1934 г. М-34РН сняли – прогорели поршни и разрушились поршневые кольца. Доводка мотоустановки велась совместно заводом №22, НИИ ВВС, ЦИАМ и моторным заводом №24.
Второй причиной задержки внедрения новой модификации в производство стало изменение требований к стрелковому вооружению. Серийные ТБ-3Р имели максимальную скорость полета около 250 км/ч. В ходе их эксплуатации в частях выяснилось, что уже при 200 – 220 км/ч вести прицельный огонь с открытых установок невозможно, а при 250 км/ч даже нельзя повернуть турель вперед. 2 октября 1934 г. УВВС предложило отодвинуть срок предъявления эталона с моторами М-34РН при условии модернизации его вооружения. В носовой части предполагалось установить электрифицированную экранированную (закрытую) турель, сместив ее вниз от положения старой Тур-6, чтобы улучшить пилотам обзор вперед. Среднюю и кормовую установки тоже надлежало экранировать и механизировать. В перспективе собирались во всех этих точках установить пушки ШВАК.
В план на 1934 г. были заложены 100 ТБ-3РН. Но уже в сентябре нарком тяжелой промышленности Орджоникидзе предложил урезать эту цифру вчетверо. Алкснис бурно протестовал, но потом вынужден был сдаться: «…оценивая действительное положение… приходится согласиться с предложениями Народного Комиссара Тяжелой Промышленности…» План сократили до 25 машин, но и их в 1934 г. не построили. Более того, доводка эталонного ТБ-3РН заняла фактически ещё год. Например, в мае 1935 г. выявилась проблема с конденсацией смеси в нагнетателе. Жалобы дошли до самого Ворошилова, который начал угрожать ГУАП отказом от приемки самолетов с М-34РН.
Завод №24 бился с освоением серийного выпуска двигателей. Нагнетатели упорно разваливались. Выяснилось, что их корпуса не соответствуют опытному образцу, испытывавшемуся в ЦИАМе: они были тоньше, с более резкими переходами толщин и многочисленными дефектами литья. Лишь в октябре 1935 г. получили первую партию по-настоящему годных двигателей.
К этому времени ВВС опять предъявили к самолету новые требования. Теперь хотели сменить тележки обратно на одиночные колеса большого диаметра, но уже отечественные и тормозные. В итоге эталон доводился заводом и НИИ ВВС почти весь 1935 г. Потом подсчитали, что на доводку ушло вчетверо больше времени, чем планировали. Лишь в октябре опытный самолет завершил государственные испытания и был одобрен как «эталон 1936 г.» Бомбардировщик существенно изменился в отношении планера, оборудования и вооружения. Пропал характерный уступ носовой части фюзеляжа. Размах крыла увеличился более чем на 2 м. От парных тележек перешли к большим тормозным колесам диаметром 2 м. Моторы получили новые капоты и радиаторы. Теперь они вращали четырехлопастные винты диаметром 4,1 м. Винты по-прежнему были деревянными и фиксированного шага, что уже было явным архаизмом. Правда, в дальнейшем предполагалось поставить металлические винты изменяемого шага, которые испытывались в НИИ ВВС в 1935 г.
Оборонительное вооружение складывалось из двух экранированных турелей Тур-8 – одной сверху и одной в носовой части. Они закрывались полусферическими куполами из оргстекла на металлическом каркасе. В каждой из них стоял пулемет ШКАС. Третий такой же пулемет размещался в кормовой установке. Там Тур-8 не имела экрана, но при необходимости прикрывалась раздвижным козырьком, секции которого складывались подобно панцирю на хвосте рака. Четвертый ШКАС на турели Тур-7 стрелял в люк в днище фюзеляжа. На Тур-8 монтировались прицелы АНИИ, наТур-7 – КПТ с мушкой МФ-5.
В качестве альтернативы Тур-8 испытывали турель ЦКБ СВ №17 конструкции Токарева (она же Тур-Ток). Поворот ее осуществлялся пневмоприводом, а подъем и опускание ствола – вручную. Кучность стрельбы на испытаниях оказалась выше, чем у Тур-8, но пневмомотор работал рывками, а обзор через экран признали неудовлетворительным. Кроме того, диаметр новой турели превышал один метр (так как в более компактную конструкцию не вписывался пневмопривод) и установка её на ТБ-3 требовала существенных переделок конструкции. В результате от неё пришлось отказаться.