Работы начались в 1931 г. в конструкторском отделе П.И. Гроховского при НИИ ВВС под руководством Запанованного. В качестве заправщика был выбран одномоторный разведчик-биплан Р-5. Под самолётом установили съёмный топливный бак из листовой стали ёмкостью 550 литров, соединённый с основным фюзеляжным баком. За кабиной лётчика-наблюдателя разместили лебёдку с барабаном, на которую наматывался резиновый шланг длиной 34,5 м и внутренним диаметром 25 мм. Один конец шланга крепился к управляемому с места пилота вентилю на подфюзеляжном баке, на другом конце находился клапан, открывавшийся при вводе металлического наконечника шланга в заправочную горловину бомбардировщика и зарывавшийся, когда шланг извлекали наружу. К шлангу присоединили груз, чтобы он меньше болтался на ветру. Были предусмотрены также страховочные тросы для предохранения от потери шланга и провод с вилками для уравновешивания электрических потенциалов самолётов. Общий вес топливного оборудования составил 120 кг.
На ТБ-1 перед кабиной носового стрелка сконструировали приемную горловину, от которой изогнутые трубопроводы вели к бензобакам в левом и правом крыле. Эту достаточно сложную перекомпоновку поручили авиазаводу № 39. Завершающие работы выполнялись в Особом техническом бюро ВВС, созданном на основе конструкторского отдела Гроховского.
Наземные испытания выявили течь баков и топливных магистралей, работы затянулись, и к лётным экспериментам приступили только в 1933 г.
Летом 1933 г. в НИИ ВВС прошли государственные испытания. Сначала экипаж бомбардировщика тренировался ловить спускаемую с заправщика верёвку с грузом на конце, затем — шланг, потом учились выполнять дозаправку. ТБ-1 приближался к Р-5 на скорости 130–140 км/ч так, чтобы висящий в воздухе шланг располагался по оси самолёта на полтора-два метра выше пропеллеров. Затем пилот бомбардировщика набирал высоту, чтобы из открытой кабины переднего летнаба можно было схватить шланг. Одному человеку осуществить дозаправку было сложно, поэтому в переднюю кабину перебирался ещё один член экипажа. Он помогал удерживать шланг, пока летнаб заводил его в заправочную горловину, предварительно вставив вилку электропровода для уравнивания потенциалов. Получив сигнал, что заправка закончена и убедившись, что шланг освобождён, второй член экипажа Р-5 начинал наматывать шланг на барабан.
Клапан на конце шланга, предназначенный для прекращения подачи бензина после извлечения из горловины, работал ненадёжно и пару раз забрызгивал заправщиков и нос бомбардировщика топливом. Но в целом результатами экспериментов военные остались довольны:
«Испытания выявили:
а). сравнительную лёгкость переливки горючего в воздухе из самолёта Р5 в самолёт ТБ1 при натренированности лётного состава…
б). для переливки не имеет значения:
1. Направление ветра…
2. Высота полёта, лишь бы слои атмосферы, в которых идут самолёты, не были сильно возмущены (отсутствие болтанки, затрудняющей выдерживание самолёта в равномерном прямолинейном полёте).
в). переливку можно производить даже при небольшом дожде;
г). во время переливки, не отрываясь один от другого, самолёты могут совершать повороты на 5-10 градусов с небольшим креном»[56].
Вскоре в НИИ ВВС приступили к опытам по переливу горючего в четырёхмоторный бомбардировщик ТБ-3. Они проходили по той же методике и с тем же самолётом-заправщиком.
Работы по модификации топливной системы ТБ-3 велись с конца июля по начало сентября 1933 г. 14 сентября начались полёты. Больше месяца недостаточно тренированные экипажи безуспешно пытались поймать шланг и перелить горючее из одного самолёта в другой. Только после смены лётчика ТБ-3 на опытного пилота-испытателя К.П. Миндера 20 ноября удалось провести две успешные дозаправки. При этом самолёты выполняли одновременный разворот на 180 градусов, не прекращая перелива топлива[57].
На следующий год были намечены войсковые испытания. С этой целью планировалось подготовить двенадцать Р-5 с добавочными баками в фюзеляже и усовершенствованной аппаратурой для дозаправки (необходимо было уменьшить усилия при наматывании шланга на барабан самолёта-заправщика).
Но вскоре стало понятно, что использование одномоторного самолёта для дозаправки четырёхмоторного бомбардировщика лишено практического смысла: даже с дополнительным баком Р-5 мог передать не больше 1000 л бензина, что составляло всего около 15 % ёмкости топливных баков ТБ-3. Другое дело, если использовать тяжёлый бомбардировщик не в качестве заправляемого, а как заправщик. Этим и занялась группа Запанованного, работающая теперь в составе военного КБ-1.
Год ушел на проект переделки бомбардировщика в топливозаправщик. В 1935 г. в НИИ ВВС начали работы по установке топливного оборудования на ТБ-3. Внутри фюзеляжа разместили барабан с намотанным на него шлангом.