СПБ, представлявший собой комбинацию истребителя И-16 и бомбардировщика ТБ-3, стал апогеем разработки «Самолета-Звена». Его первое боевое применение состоялось ночью 10 августа 1941 года, когда с одного из крымских аэродромов в сторону Румынии стартовали два ТБ-3 18-й транспортной эскадрильи ВВС Черноморского флота с подвешенными истребителями 32-го истребительного авиаполка. Не доходя до цели, в районе Георгиевского гирла дали команду на отцепку И-16. Расчет был верным – высокая скорость и малые размеры истребителей в сочетании с внезапностью определили успех операции – все восемь 250-кг бомб точно поразили цель. Спустя три дня налет повторили. В результате этой операции Черноводский мост и нефтепровод бездействовали несколько месяцев.
Создание СПБ, равно как и воздушно-десантных войск, в нашей стране, завоевание Северного полюса и полюса Недоступности, а также освоение Сибири и Дальнего Востока неразрывно связаны с самолетом ТБ-3 (АНТ-6, ЦАГИ-6).
История создания будущего ТБ-3 началась в 1925 году с переговоров Особого технического бюро и ЦАГИ. В июне следующего года Управление ВВС РККА разработало приближенные требования к тяжелому бомбардировщику, которые уточнялись несколько раз и приняли окончательный вид лишь в 1929 году. Самолет должен был доставлять сбрасываемый груз весом 2000 кг на расстояние 1500 км. Он задумывался как «летающая крепость», вооруженная восемью пулеметами калибра 7,62 мм.
Примерно в это же время в Германии под руководством Гуго Юнкерса создавали пассажирский самолет G-38. У обеих машин имелось немало общего – свободнонесущее крыло толстого профиля, размещенные в ряд четыре мотора жидкостного охлаждения, неубирающиеся двухколесные тележки шасси, ферменная конструкция планера, гофрированная обшивка. Но судьба у них сложилась по-разному. ТБ-3 запустили в массовое производство, а G-38 построили всего восемь машин, включая шесть в варианте бомбардировщика Ki-20, выпущенных по лицензии в Японии.
Таким образом, Советский Союз стал единственной державой, освоившей массовое производство самого крупного в мире и ставшего поистине многоцелевым тяжелого самолета.
Идея создания ТБ-3 принадлежала Туполеву, в разработке проекта, в частности, участвовали В.М. Петляков, В.М. Мясищев, А.А. Архангельский и В.Н. Беляев, впоследствии ставшие главными конструкторами.
В феврале 1930 года состоялась защита макета, спустя восемь месяцев машину построили, и 22 декабря шеф-пилот ЦАГИ М.М. Громов с бортмехаником Русаковым опробовали ее в воздухе. Летные испытания опытного ТБ-3 с моторами «Кертис-Конкверор» и двухлопастными металлическими винтами компании «Стандарт-Стиль» проводились на Центральном аэродроме столицы до 20 февраля 1931 года. На следующий день состоялось совещание представителей ЦАГИ и НИИ ВВС, в протоколе которого, в частности, отмечалось:
На совещании говорилось, что самолет устойчив на всех режимах и при отрегулированном стабилизаторе летит продолжительное время с брошенным штурвалом, допускает виражи с креном 40–45 градусов, время выполнения полного разворота в зависимости от направления изменялось от 54,5 до 56,5 секунды. Возможен также полет на трех моторах в любых комбинациях, но в этом случае были очень велики нагрузки на педали (30–40 кг). На взлете и посадке самолет не имел тенденций к развороту.
Вместе с тем указывалось на недостатки огневых точек, ограничивавших сферы обстрела назад, на чрезмерные нагрузки на рули и малую эффективность хвостового оперения, рулей поворота и высоты, отсутствие связи между членами экипажа.
Для улучшения защиты задней полусферы на совещании предложили сделать двухкилевое оперение, а в случае невозможности – снабдить серийные самолеты огневыми точками под крылом. Это предложение рассматривалось еще во время работы макетной комиссии и было отражено в ее протоколе по изменению технических условий на ТБ-3 в феврале 1930 года.
Предлагалась также установка щелевых элеронов. Однако от этой идеи отказались из-за сложности и предложили испытать их на проектировавшемся пассажирском АНТ-14. Рекомендовалось на опытной машине увеличить аэродинамический компенсатор и площадь руля высоты.