В апреле 1932 г. Надашкевичу и Курчевскому дали задание разработать схему размещения динамореактивных пушек на консолях крыла и в хвостовой части ТБ-3. Из сохранившихся документов не ясно, имелась в виду неподвижная или подвижная установка. А вот в отчете НИИ ВВС за первое полугодие 1934 г. довольно подробно описана «полуподвижная» (с ограниченными углами перемещения) установка с батареей из шести автоматических динамореактивных пушек АПК-4. Интересно, что в проекте предусматривалось автоматическое управление поворотом всех стволов от центральной системы управления огнем, как на корабле. Альтернативно предлагался комплект из девяти 20-мм обычных автоматических пушек с той же системой управления огнем «Гром». Но в том же году работу приостановили из-за проблем с финансированием.
Позже упор сделали не на динамореактивные, а на классические нарезные пушки. При том же калибре они имели в полтора раза более тяжелый снаряд, выигрывали в начальной скорости, а стало быть, в дальности и точности стрельбы. Минусом являлась отдача, сотрясавшая конструкцию самолета. Поэтому носителем их выбрали большой и тяжелый ТБ-3. Под руководством П.И. Гроховского бомбардировщик Туполева оснастили пушками весьма приличного калибра.
В декабре 1934 г. под фюзеляж ТБ-3 установили короткоствольную полковую пушку образца 1927 г. По сравнению с динамореактивным орудием при том же калибре снаряд был в полтора раза тяжелее, начальная скорость и дальность стрельбы — выше. Из пушки стреляли и на земле, и в воздухе. Ставилась задача просто доказать, что это возможно, что самолет при выстреле не развалится, а экипаж не оглохнет и не упадет в обморок. Чтобы перестраховаться, при первом выстреле на земле на места экипажа посадили собак, а шнур от пушки сделали очень длинным. В кабине штурмана выбило стекла, но собаки не пострадали. В воздухе первый раз стреляли над Ногинским полигоном. Пилотами были Холобаев и Афанасьев, артиллеристом — Шамиров. Гроховский, часто сам участвовавший в испытаниях своих конструкций, тоже находился в самолете. В целом после серии стрельб ТБ-3 лишился нескольких заклепок, а в одном месте на передней кромке крыла лопнул гофр.
Далее настал этап проектирования будущих «летающих батарей». Для ТБ-3 предлагался вариант из двух 76-мм пушек обр. 1927 г. в крыле и одной 45-мм полуавтоматической на передней или одной из задних турелей. Для Р-6 предусматривали одну 76-мм пушку в фюзеляже по оси машины и одну 45-мм на турели сзади. Но выбрали еще более мощный вариант вооружения.
В середине 1935 г. государственные испытания проходил уже не экспериментальный, а боевой вариант пушечного ТБ-3 — «объект Г-52». В носовой части его фюзеляжа разместили 76-мм зенитное орудие обр. 1931 г. (в доработанном виде — Г-52/л), а в консолях — по одной полковой пушке обр. 1927 г. (Г-52/к). В крыле пушки крепили к лонжеронам. Крыло дополнительно усилили трубчатыми тягами и дюралевыми профилями. Орудия заряжались вручную. Толщина крыла позволяла артиллеристам находиться у пушек; Только работать им приходилось сидя с вытянутыми ногами, спиной к носку крыла. Снаряды лежали на стойках, прикрепленных к верхним и нижним стрингерам крыла. На каждую пушку имелось 12 снарядов.
Для размещения центральной пушки кабину штурмана перенесли в фюзеляж, к первой задней турели, а нос самолета укоротили и полностью лишили остекления. Ствол проходил по коридору между сиденьями пилотов и торчал на 250 мм наружу. Во время отката дульный срез уходил назад до 4-го шпангоута. Артиллерист располагался в центроплане. Там ему было весьма просторно. Боезапас у центральной пушки был больше, чем у крыльевых — 20 снарядов.
Самолет сохранял бомбовые кассеты в фюзеляже и мог взять 1000 кг бомб.
Предполагалось, что группы «летающих батарей» будут идти впереди основного соединения бомбардировщиков и расчищать им дорогу. Залп трех пушек поражал осколками 10000 куб.м — примерно такое пространство занимало звено тогдашних истребителей. Перед ними ставилась также задача уничтожения аэростатов заграждения, либо непосредственно осколочными снарядами, либо перебивая их тросы шрапнелью Гарфа (части которой скреплялись тросиками).
«Летающие батареи» могли использоваться и в обороне. Имея большую дальность стрельбы, они могли стрелять по бомбардировщикам противника из-за пределов эффективного поражения их вооружением. В первую очередь, они могли расстроить боевое построение, после чего в дело вступали обычные истребители или машины, стартовавшие с других ТБ-3 — «летающих авианосцев».
Г-52 мог работать и против наземных целей. Стреляя сверху вниз, он получал преимущества в дальности полета снаряда. Центральная пушка могла поразить цель за 18 км от самолета, не входя в зону стрельбы зенитной артиллерии, обороняющей объект. Конструкторы считали, что целями могут являться аэродромы, корабли, мосты, железнодорожные узлы, нефтепромыслы, города.