В результате, несмотря на то, что моторы на расчетной высоте не додавали мощности, СБ-Н-3 достиг у земли максимальной скорости 375 км/ч, а на расчетной высоте 4500 м - 445 км/ч, что соответствовало наилучшим результатам для самолетов СБ.
Параллельно СБ-Н-3 был создан опытный самолет СБ-бис. Строился он в кооперации с заводом № 156. Государственные испытания были начаты 15 сентября 1937 г., но 25 сентября самолет потерпел аварию. В ходе испытаний СБ-бис было выполнено 25 полетов общей продолжительностью 5 часов 43 мин.
Отличия от серийного самолета состояли в следующем:
- установлена новая кабина штурмана увеличенных размеров и снабженная вторым управлением самолетом.
- была установлена новая костыльная установка с ориентирующимся на 360° колесом, снабженным стопором, управляемым из кабины летчика.
- переделано управление шасси, закрылками и нижними капотами моторов.
- переделана ВМГ: взамен моторов М-100А мощностью по 860 л.с. были установлены моторы М-103 мощностью 960 л.с., установлены винты ВИШ-2 с регулируемым в полете шагом, новые радиаторы и капоты моторов, изменены водяная и масляная системы.
- переделано электро- и спецоборудование самолета.
Испытания СБ-бис проводили: ведущий инженер военинженер 3-го ранга Подлесецкий, ведущий летчик капитан М.А. Нюхтиков. Кроме этого, самолет облетали капитан П.М. Стефановский, капитан К.П. Миндер, капитан Дацко, военинженер 3-го ранга Антохин (только в передней кабине), летчик-инструктор лейтенант Шеварев.
В выводах по государственным испытаниям СБ-бис отмечалось:
"1. Вес самолетов СБ резко возрастает с одновременным падением запаса его прочности, а отсюда как следствие ухудшение летно-тактических данных самолета.
2. Новая носовая кабина значительно улучшила условия работы штурмана, но по-прежнему отсутствует живая связь между штурманом и летчиком. А это в большой степени понижает боеспособность самолета. Кроме того, передняя спарка с ее углами обстрела ... малоэффективна. К тому же совершенно недопустимо на скоростном самолете наличие таких прорезей для пулеметов, вызывающих сильное задувание и ухудшение аэродинамики самолета. Необходимо иметь совершенно закрытую кабину с удобообтекаемым фонарем и с установкой одного пулемета крупного калибра, но с достаточными углами обстрела (в горизонтальной плоскости не менее 45° в каждую сторону).
3. Для вывозки летчиков в строевых частях необходимо иметь самолет со специальной кабиной, оборудованной необходимыми для летчика-инструктора приборами (альтиметр, указатель скорости, вариометр, счетчик оборотов, аварийный выключатель зажигания, управление триммерами и тормозами и выключатель тормозов обучаемого летчика). Кроме того, летчик-инструктор должен иметь хороший обзор в воздухе и на посадке... Все же боевые самолеты должны иметь второе управление в кабине штурмана, в таком виде как это осуществлено на самолете СБ бис, но для увеличения обзора необходимо переделать сидение таким образом, чтобы штурман в момент пилотирования мог вести наблюдение и расчеты на посадку через верхний люк, снабженный убирающимся козырьком (такой козырек осуществлен на самолете ДБ-3).
4. Управление нижними капотами оставить как на серийных самолетах СБ .
5. Электро-гидравлическое управление шасси и закрылками на самолете СБ бис осуществлено значительно лучше, чем на серийных самолетах.
...7. На самом СБ бис совершенно отсутствуют все те конструктивные дополнения, которые были введены на модернизированном самолете СБ НИИ ВВС.
...10. Предъявленная электросистема шасси и закрылков удобна в использовании (нет лишних манипуляций)..."
В заключении по испытаниям отмечалось:
"1. Заводу № 22 срочно изготовить как эталон на 1938 г. несколько самолетов СБ с введением всех конструктивных изменений, имевших место на самолете СБ бис и одобренных в результате испытаний, изменений винтомоторной группы по типу самолета СБ-Н-3 и всех изменений, которые были выполнены на модернизированном самолете СБ НИИ ВВС.
5. Считать совершенно недопустимым со стороны завода № 22 выпуск самолетов с окрашенными поверхностями вместо анодированных и с наружной клепкой. Такая же окраска применяется и на винтах. Опыт показывает, что применяемая заводами 22 и 28 окраска поверхностей самолета и винтов значительно увеличивает вес самолета, ухудшает его аэродинамику и коэффициент полезного действия винта".
СБ, доработанный в НИИ ВВС