В первые же два дня войны летчики Балтийского флота потеряли три бомбардировщика ДБ-3. Один сбила зенитная артиллерия над Хельсинки, другой разбился при взлете, третий в густой облачности потерял ориентировку и погиб.
Дальнебомбардировочная авиация сосредоточила свои усилия на уничтожении неприятельских резервов и узлов коммуникаций. Сильная ПВО делала массированные налеты делом сложным, а плохая погода не всегда давала возможность организовать истребительное прикрытие. Тем не менее, ДБ-3 показал высокую эффективность, и 19 января 1940 года в район боевых действий был направлен еще один, 42-й, дальнебомбардировочный полк, а 17 февраля начал боевую работу 7-й дальнебомбардировочный полк. Кроме того, с 1 февраля начал совершать боевые вылеты 85-й авиаполк, сформированный на базе 12-й эскадрильи и укомплектованный летчиками с большим опытом «слепых» полетов. В его составе были, помимо прочих машин, и ДБ-3.
По дотам линии Маннергейма применялись тяжелые фугасные авиабомбы ФАБ-500 и ФАБ-1000 и бронебойные авиабомбы БРАБ того же калибра. Так, в налете на береговую батарею в Ронониеме 14 января 1940 года самолеты ДБ-3 1-го минно-торпедного авиаполка брали по три бомбы ФАБ-1000 (нагрузку свыше 2000 кг фактически можно было реализовать лишь зимой, когда за счет холодного воздуха моторы развивали большую мощность). По финской пехоте использовались кассетные авиабомбы РРАБ-3. Правда, снаряжать их было долго, а хранить «в сборе» нельзя, за что аббревиатуру РРАБ (ротативно-рассеивающая авиабомба) «технари» расшифровывали по-своему: «работай, работай, а без толку».
ДБ-3, как правило, успешно отражали атаки финских истребителей. Однако в бою 6 января 1940 года два финских истребителя «Фоккер» D. XXI сбили семь бомбардировщиков ДБ-3. Всего за время войны полки дальней авиации потеряли свыше 50 бомбардировщиков ДБ-3.
По данным Геуста, три ДБ-3 совершили вынужденную посадку на территории Финляндии. Так, 29 января 1940 года один ДБ-3 (53-й дальнебомбардировочный авиаполк ОАГ) сел в Урьяла (близ Тампере) из-за потери ориентировки. Экипаж (капитана Подмазовского и остальных) подобрал другой ДБ-3, приземлившийся неподалеку. Этот совершенно исправный самолет финны впоследствии эксплуатировали под маркировкой VP-101 и VP-11.
3 февраля 1940 года ДБ-3 (42-й дальнебомбардировочный авиаполк 27-й авиабригады) совершил посадку в Яаски. Летчик капитан Федор Скобков и стрелок младший лейтенант Николай Микахлин погибли в перестрелке, штурман капитан Иван Соловьевых взят в плен. Этот исправный самолет впоследствии назывался VP-12 и DB-12. Наконец, 21 февраля 1940 года ДБ-3 (5-й отдельный бомбардировочный авиаполк 14-й армии) совершил вынужденную посадку недалеко от Вуотсе в Северной Финляндии, будучи поврежденным в бою с «Гладиатором» унтер-офицера Штенингера (шведского добровольца). Весьма вероятно, что эта машина была отремонтирована и взята финскими ВВС. Любопытно, что в общей таблице захвата советских самолетов тот же Геуст говорит о пяти ДБ-3.
Существенную роль в Зимней войне сыграла морская авиация Балтийского флота. К началу войны она имела 450 самолетов, укомплектованных экипажами. В том числе 111 бомбардировщиков (60 самолетов ДБ-3 и 51 самолет СБ), 214 истребителей (124 самолета И-16, 70 самолетов И-15, 20 самолетов И-153), 115 гидросамолетов-разведчиков МБР-2, 10 колесных разведчиков Р-5.
За период боевых действий летчики Балтийского флота произвели 16663 боевых вылета, из них 881 – ночных, налетали 21425 часов, из них 1377 ночью. Сбросили 57 тысяч авиабомб общим весом 2600 тонн и сделали 12637 аэрофотоснимков.
По официальным данным, в воздушных боях и на аэродромах противника они уничтожили 65 самолетов, потопили или повредили 37 транспортов и боевых кораблей, подавили огонь многих батарей и уничтожили большое количество живой силы и огневых точек врага. На боевых самолетах летчики перебросили на острова около 70 тысяч тонн груза и несколько сот человек личного состава[152]
. Впервые в практике боевого применения советской и зарубежной авиации на коммуникациях и в портах противника была осуществлена постановка мин с воздуха. Всего было поставлено 45 мин, из них 39 «МАВ-1» и 6 «АМГ-1». Мины ставились с высоты 500 метров на финские ледовые фарватеры шириной 30-50 м. В ходе войны авиация КБФ потеряла в воздушных боях 12 машин и от зенитного огня еще пять.В Зимней войне приняла участие и авиация Северного флота в составе 118-го и 72-го авиаполков. Они вели разведку коммуникаций до Танафиорда, Варангерфиорда и побережья Баренцева моря, обеспечивали переходы своих транспортов, перевозивших боеприпасы и войска из Кольского залива в Петсамо. За период войны 118-й авиаполк, выполняя боевые задания, налетал 466 часов.
Финское руководство и западная пресса весьма успешно использовали в пропагандистских целях факты бомбардировок Хельсинки и других финских городов. По этому поводу президент Рузвельт направил протест советскому послу в США. Лига Наций 14 декабря 1939 года исключила СССР из своих членов.