В том же году под руководством Вахмистрова для «Звена-2» сконструировали устройство для дозаправки установленных на бомбардировщике И-5 горючим и маслом. Судя по фотографии, оно в принципе не отличалось от разработанного в 1932 г. для «Звена-1». Система подпитки прошла проверку 18 августа 1935 г. во время полёта ТБ-3 с двумя И-5 продолжительностью более восьми часов. Стартовав с аэродрома НИИ ВВС в Щёлково, лётчики-истребители, преодолев с работающими двигателями 570 км на крыле бомбардировщика, вступили в условный бой с двумя И-5 «противника» и отогнали их от ТБ-3. Затем они преодолели по воздуху ещё 420 км и приземлились на аэродроме НИИ ВВС. Бомбардировщик пролетел 200 км, сбросил на полигоне три 250-кг бомбы и тоже вернулся в Щёлково. Длина его маршрута составила 1330 км, полёт проходил на высоте 1200 м.
Испытание показало, что использование самолёта-носителя с доливом из него топлива в истребители позволяет увеличить радиус их действия почти вдвое и что после длительного пребывания в полёте лётчики способны успешно вести воздушный бой. Тем не менее, в отчете НИИ ВВС от 20 сентября сказано: «Соединение „Звено“ (ТБ-3-4М17 + 2 И5) как устаревшее по своим лётно-техническим данным не может быть рекомендовано на вооружение ВВС. Его можно рекомендовать только в качестве учебно-тактического соединения для отработки на нём тактики применения и тренировки. <…> Соединение „Звено“> составленное из современных самолётов, должно обеспечить несомненные тактические выгоды, в силу чего целесообразна срочная постройка опытного соединения „Звено“ из современных самолётов с последующим срочным испытанием его в НИИ ВВС»[87].
Замены ТБ-3 пока не было, однако появились скоростные истребители-монопланы. Но прежде, чем ставить их на самолёт, предстояло решить важную задачу — упростить метод соединения истребителей с бомбардировщиком. На установку вручную одного самолёта на крыло уходило не менее получаса, а закрепление истребителя на фюзеляже требовало ещё больше времени и усилий. Ни о какой оперативности вылета при этом говорить не приходилось.
Проблему попытались решить путём подвески самолётов под крыльями носителя. Но для этого нужно было убирать шасси истребителя, а к моменту начала экспериментов таких самолётов в стране ещё не было. Тогда решили прикреплять самолёт на «плавающей» подвеске. Был выбран истребитель Д.П. Григоровича И-Z с низкорасположенным крылом, что выгодно с точки зрения аэродинамики (уменьшалась интерференция между крыльями подвешенного самолёта и бомбардировщика). Его закатывали под крыло и крепили на качающейся ферме, которая позволяла истребителю перемещаться на полметра вверх-вниз во избежание поломки шасси при разбеге по неровной поверхности. После взлёта лётчик истребителя, отклонив руль высоты вверх, должен был поставить свою машину и ферму в крайнее нижнее положение, в котором ферма стопорилась замком. Замок можно было открыть из кабины И-Z.
Новый составной самолёт получил название «Звено-З». 19 октября 1933 г. состоялся его единственный полёт, закончившийся катастрофой[88]. В кабинах истребителей находились уже знакомый читателю И.Ф. Гроздь и недавно появившийся в НИИ ВВС лётчик А.В. Коротков. ТБ-3, как всегда, пилотировал П.М. Стефановский. Он пишет: