Тяжелый двухмоторный цельнометаллический моноплан АНТ-4 с моторами «Нэпир-Лайон» при взлетной массе 6712 кг имел максимальную скорость 214 км/ч и практический потолок 4830 м. Для серийного производства под маркой ТБ-1 на самолет были установлены 12-цилиндровые двигатели жидкостного охлаждения BMW VI номинальной мощностью 500 л.с. Бомбардировщик имел экипаж из шести человек, был снабжен тремя пулеметными спарками, бомбовая нагрузка составляла 1000 кг, дальность полета — 1000 км.
ТБ-1 был эпохальной машиной, прототипом всех последующих многомоторных бомбардировщиков свободнонесущей монопланной схемы. Всего советские ВВС получили 218 экземпляров ТБ-1, состоявших на вооружении до 1936 года.
Согласно возникшей в те годы классификации, тяжелые бомбардировщики именовались «воздушными кораблями». Для их сопровождения военная теория требовала иметь в составе ВВС многоцелевые «воздушные крейсеры». Поэтому параллельно в конструкторском бюро АГОС ЦАГИ спроектировали и построили «самолет дальней разведки, сопровождения бомбардировщиков и воздушного боя» — Р-6 (АНТ-7). Это была уменьшенная копия бомбовоза ТБ-1. Скорость машины возросла более чем на 50 км/ч при той же дальности. Экипаж — четыре человека, в том числе один стрелок в выдвигаемой вниз поворотной башне, кстати, позаимствованной у Юнкерса, применившего ее на ЮГ-1. Вооружение — пять пулеметов.
В бюро H.H. Поликарпова, ставшего главным конструктором Отдела сухопутных самолетов ЦКБ Авиатреста, в 1927–1928 годах были созданы истребитель И-3, многоцелевой самолет Р-5 и легендарный «небесный тихоход» У-2.
И-3 представлял собой деревянный полутораплан с крыльями разного размаха, с двигателем BMW VI. Развивая скорость до 283 км/ч, он обладал неплохой маневренностью и достаточно высокими летными и боевыми качествами. Советские ВВС получили около 400 таких самолетов.
Двухместный разведчик Р-5 — увеличенный в размерах И-3, развивавший скорость 230 км/ч, имевший потолок 5900 м, дальность полета 1000 км, вооружение — два пулемета. В варианте штурмовика самолет оснащался семью пулеметами и нес до 300 кг бомб. Превосходная машина строилась на заводе №-1 большими серями (всего 6826 экземпляров) в разнообразных модификациях и состояла на вооружении до 1944 года.
Кроме того, в 1927 году с целью приобретения новейших авиационных технологий Управление ВВС передало технические требования на разработку для СССР одноместного истребителя Эрнсту Хейнкелю. Летом следующего года самолет, получивший обозначение HD-37, был доставлен в Москву. Это был биплан, развивавший у земли скорость 300 км/ч, с фюзеляжем из стальных труб, крыло имело деревянную конструкцию и полотняную обшивку. По результатам испытаний Я.И. Алкснис доносил заместителю председателя РВС И.С. Уншлихту:
«В отношении летных качеств и маневренности самолет HD-37 оставляет далеко позади себя самолеты, находящиеся на снабжении УВВС — Фоккер ДХ1 — Испано-Сюиза З00НР, И-2 и И-2 бис — М5 и выше построенных опытных самолетов И-3 — BMW VI и И-4 — Юп. IV».
Осенью 1929 года за право постройки столь замечательной машины и оказание технической помощи фирме «Хейнкель» отвалили 150 тысяч марок. Новый истребитель под обозначением И-7 решили строить на заводе №-1. Пока шли испытания HD-37, H.H. Поликарпову поручили создать собственный истребитель со сварным металлическим каркасом. И даже запланировали командировку конструктора на заводы Хейнкеля «для уточнения всех вопросов, связанных с получением техпомощи по самолетам сварной конструкции».