Разработанный в ЦАГИпроект бомбардировщика по расчетам должен был дать гораздо более скромные цифры: скорость 215 км/ч, потолок 4180 м, дальность при нормальном весе – 1300 км. Самолет должен был нести оборонительное вооружение из четырех (позднее – двух) пушечных и семи пулеметных установок. Туполев первоначально предлагал сохранить на АНТ-20вооружение, разработанное для ТБ-4бис.Оно, в частности, включало электрифицированную носовую башню с 20-мм пушкой «Эрликон», четырех турелей Тур-5 (каждая со спаренным пулеметом ДА-2), опускающейся вниз башни с ДА-2 и кинжальной установки с одним ДА.Задняя пушечная и передняя пулеметная установки выполнялись перекатными с борта на борт. Ноэто вызвало недовольство военных, которые уже ориентировались на отечественные 20-мм пушки и новые пулеметы ШКАС. В качестве альтернативы пушкам предлагались крупнокалиберные (12,7-мм) пулеметы ДК.
В технических требованиях к военному варианту МГ,утвержденных 20 декабря 1933 г., учли многие недостатки ТБ-4.Например, большое внимание уделили верхней мотоустановке. Памятуя о мучениях с ее эксплуатацией, военные потребовали ввести на крыле площадки и гнезда для установки подъемного крана и грузовой стрелы, необходимых для монтажа и демонтажа двигателей и радиатора. Стрела должна была быть сконструирована именно к данному типу самолета и поставляться вместе с ним. Также к бомбардировщику должны был придаваться комплект лестниц для осмотра верхней мотоустановки и хвостового оперения. На самой мотоустановке необходимо было сделать откидные площадки обслуживания.
Категорически требовали избавиться от течи водяных радиаторов. Но, видимо, не надеясь, что это реально, заодно и предусмотрели в комплектации переносные бачки- термосы с ручными насосами для пополнения запаса воды в системе в полете. Механик, ходящий по коридору внутри крыла, должен был следить за уровнем в расширительном бачке и при необходимости подливать из термоса теплую воду.
Время заправки самолета бензином и маслом жестко ограничивалось. «…30 минут и ни одной минутой больше»,- так и записано. Это тогда, когда обыкновенный аэродромный бензозаправщик являлся редкостью! В то же время предлагалось уложиться с подвеской бомб. Требовалось наличие для этого электролебедок и дублирующих их ручных.
Туполеву многие требования военных очень не понравились. В частности, «30 минут и ни минуты больше» он счел сроком совершенно нереальным. По его мнению, после внесения ряда усовершенствований можно было прийти к часу, и лишь после получения опыта эксплуатации добиваться дальнейшего сокращения времени.
8 марта 1934 г. в ЦАГИ состоялось совещание с участием представителей УВВС,которое одобрило окончательно состав оборонительного вооружения самолета. По этому варианту бомбовоз должен был нести четыре 20-мм пушки ШВАК.Они размещались в носовой башне и на открытых турелях, типа сделанной на фюзеляже ТБ-4 под «Эрликон», в корме и на крыльях сверху. Одиночные 7,62-мм пулеметы ШКАСна турелях Тур-Ток (Тур-8) стояли в носовой части (у командира самолета), в кабине бомбардира для стрельбы вниз-назад, на крыльях сверху и снизу и в выдвигающейся вниз башне в средней части фюзеляжа. От перекатывания турелей отказались. Предполагалось, что на опытном образце и на самолетах первой серии будут стоять пушки ШВАК с магазинным питанием, а далее – с непрерывным, лентой из снарядного ящика.
Поскольку «камнем преткновения» для получения высоких летных данных в основном являлась мотоустановка, то стали искать альтернативы не только М-34Р, но и двигателям внутреннего сгорания вообще. В частности, выдали задание на проектирование паротурбинной установки ПТ-6. Самолет должен был оснащаться двумя такими установками, каждая максимальной мощностью 3600 л.с. Установка работала по замкнутому циклу: «мятый» (отработанный) пар конденсировался в радиаторах, вода затем собиралась и откачивалась в бак. Основная турбина и парогенератор, насосная группа с приводом от вспомогательных турбин, турбовентилятор топки, воздушный конденсатор плюс система управления должны были в сумме весить 9 т. Топить парогенератор намечали мазугом, как на корабле. Бомбардировщик должен был нести запас воды и мазуга на 15 часов полета. В октябре 1934 г. эту установку, спроектированную в ХАИ, начали изготавливать на заводе «Красный путиловец» в Ленинграде. Она проходила наземные испытания, но летать с ней не решились.
Одновременно в Военно-воздушной академии, используя опыт работы над мотоустановкой самолета Г-1 (описанного далее), начали конструировать для ТБ-4 сдвоенную установку из пары М-34, работающих на общий редуктор. По-видимому, в этом случае дело ограничилось незавершенным проектом.