Тяжелый бомбардировщик ТБ-3 с моторами М -17; данный самолет дополнительно укомплектован радиопеленгатором
Основным направлением совершенствования бомбардировщика тогда являлось увеличение дальности его полета. В первую очередь это было необходимо для условий Забайкалья и Дальнего Востока, где потенциальные цели далеко отстояли от советской границы. По просьбе командования ВВС Отдельной Краснознаменной Дальневосточной армии (ОКДВА) в ЦАГИ начали проектировать вариант ТБ-3 с форсированными моторами М-17Ф (еще не существовавшими), уменьшенным экипажем, более слабым вооружением, но с той же максимальной бомбовой нагрузкой. По расчетам, с 1000 кг бомб он должен был иметь радиус действия 1200 км против 955 км у серийных самолетов. Отдельные элементы этого проекта попробовали внедрить на экспериментальных машинах, но в целом опытный образец «дальневосточного» бомбардировщика не строился.
Непосредственно в частях впоследствии практиковали облегчение бомбардировщиков за счет снятия подкрыльных башен, балок Дер-15 и Дер-16, а иногда и внутренних бомбовых кассет Дер-9. Это экономило до 400 кг.
Но увеличение дальности за счет ослабления бомбового вооружения сокращало боевые возможности самолета.
Поэтому стали искать другие пути. В НИИ ВВС пытались «выжать» все возможное из обычного серийного бомбардировщика. Еще в 1932 г. там попробовали поднять дальность полета с полной бомбовой нагрузкой за счет увеличения разрешенного взлетного веса. Его сначала довели до 19 300 кг, а затем до 19 500 кг. Перегруженный самолет пилотировал К.П. Миндер, доказавший возможность эксплуатации машины и при столь большом весе. Правда, взлет получался затянутым, разбег занимал 680 м — для аэродромов того времени это было довольно много. После этого лимиты по взлетному весу для строевых частей пересмотрели. Для ранних серий его официально установили равным 19,5 т, для более поздних — 20 т. У «Муромца» этот показатель составлял не более 8 т.
В 1933 г. нашли и другие способы увеличения радиуса действия ТБ-3. Во-первых, начали летать на обедненных смесях (много воздуха — мало топлива). При правильной регулировке карбюраторов это давало прибавку к дальности примерное 15%. Во-вторых, попробовали перейти со штатной бензин-бензольной смеси на этилированный бензин. Бензин-бензольную смесь применяли потому, что М-17 с его высокой степенью сжатия на чистом отечественном низкосортном бензине страдал от детонации. Бензол повышал октановое число, показывающее устойчивость против детонации, но снижал тепловую эффективность топлива. В этилированном бензине антидетонационная присадка — тетраэтилсвинец, — содержится в очень небольшом количестве. Поэтому такого бензина для нормальной работы двигателя нужно меньше. При том же запасе горючего дальность увеличивалась примерно на 20%.
В июне 1933 г. два самолета, М.М. Громова и А.Б. Юмашева, за счет применения обедненной смеси и этилированного бензина показали дальность 3150 км. Все члены экипажей получили благодарность Реввоенсовета и по месячному окладу. Два месяца спустя Юмашев поднял в воздух модифицированный облегченный ТБ-3. На нем полностью убрали наружную подвеску бомб. Вместо этого в просторном фюзеляже установили дополнительные кассеты Дер-9. Всего самолет теперь мог нести внутри 36 бомб по 100 кг. За счет демонтажа бомбодержателей под фюзеляжем и крылом, кое-какого оборудования и облегчения самой конструкции выиграли 518 кг. Еще более 100 кг получили за счет уменьшения запаса масла в полтора раза (это внедрили и в серии). Но суммарный вес с бомбами дошел до 20 т. Добавочный бензин и улучшение аэродинамики позволили еще увеличить дальность. 8 августа 1933 г. экипаж Юмашева совершил беспосадочный перелет Щелково — Евпатория — Щелково, сбросив 2500 кг бомб на полигоне в Крыму.
На бомбардировщиках выпуска 1933 г. добились достаточно высокой надежности как планера, так и мотоустановки. При этом от серии к серии вес пустого самолета неуклонно снижался. Если для первых машин он был около 12 000 кг, то к машине № 22301 дошли до уровня 11 350 кг. В годовом отчете НИИ ВВС удовлетворенно записано: «Самолет ТБЗ-4М17 был доведен по своим данным полностью удовлетворяющим поставленной задаче». Немного коряво, но вполне справедливо. В результате совместных усилий коллектива конструкторов, серийных заводов и ВВС страна получила грозное современное оружие, с наличием которого не могли не считаться потенциальные противники.