Всего за год смогли сформировать 17 тяжелобомбардировочных эскадрилий. При этом доля бомбардировочной авиации в ВВС РККА поднялась с 26% до 35%. Хотели же получить гораздо больше — из-за недовыполнения планов в 1933 г. отказались от создания шести тяжелобомбардировочных бригад. По первоначальным наметкам уже к концу того года хотели иметь 864 тяжелых бомбардировщика в сухопутной авиации и 576 в морской. Правда, это относилось к тяжелым бомбардировщикам вообще. Но ТБ-1 в этом раскладе уже не учитывались. Предполагалось, что «линкоры 2-го класса» ТБ-3 будут в 1934-35 годах дополнены еще большими «линкорами 1-го класса» ТБ-4 и ТБ-6 (соответственно шестимоторными и двенадцатимоторными). Четырехмоторные машины будут при этом составлять половину парка тяжелобомбардировочной авиации, ТБ-4 — 40%, а ТБ-6 — оставшиеся 10%. Но шестимоторный гигант остался только опытным образцом, а ТБ-6 так и не построили.
ТБ-3 надолго остался «становым хребтом» отечественной тяжелобомбардировочной авиации. В 1934 г. ее парк начал пополняться усовершенствованными самолетами с отечественными моторами М-34.
Еще при утверждении «эталона 1932 г.» на сериях 1933 г. предлагалось внедрить новые отечественные двигатели М-34. Этот мотор с 1928 г. разрабатывался сначала в НАМИ, затем в ИАМ (позже ЦИАМ) под руководством А.А.Микулина. По заданию он предназначался на смену М-17 и сохранял его общие габариты и посадочные места, поэтому замена двигателей не должна была стать сложной проблемой. А вот конструкция самого М-34 являлась принципиально иной: он был блочным и имел совершенно новую, прогрессивную, силовую схему со свободными гильзами и блоками, стянутыми сквозными шпильками. Вдобавок, на нем применили центральное сочленение шатунов, обеспечивавшее хорошую кинематику и высокую плавность хода. В перспективе двигатель хотели оснастить редуктором и нагнетателем.
Мотор М-34
Проектирование М-34 закончили в марте 1931 г., а в сентябре уже поставили на стенд первый опытный мотор. В ноябре этот двигатель прошел государственные испытания с импортными карбюраторами и магнето, а в следующем году — с отечественными агрегатами. С начала 1933 г. серийные М-34 (мощностью 750/800 л.с.) начали выходить из цехов московского завода №24 (ныне «Салют»). До конца года выпустили 790 экземпляров.
В январе 1933 г. новые двигатели установили на ТБ-3 №2221. Заводские испытания начались 8 марта (первый полет длился всего восемь минут), а 29 мая эта машина потерпела аварию на взлете. Реальный прирост скорости, определенный на испытаниях, оказался невелик — около 10 км/ч. Расход горючего при этом изрядно возрос, а значит, уменьшилась дальность.
На заводе №22 заложили серию из десяти самолетов с М-34 (№№22201-22210). Два из них (№22203 и №22204) 27 сентября передали на государственные испытания. Там машины летали с винтами трех типов. Лучшим винтом оказался взятый от ТБ-4 пропеллер диаметром 3,18 м. У земли скорость возросла по сравнению с серийным бомбардировщиком с М-17 на 25,7 км/ч, на высоте 3000 м — на 8 км/ч, несмотря на рост веса на 900 кг. Улучшилась и скороподъемность. Однако резко возрос расход масла. В НИИ ВВС решили, что прирост характеристик невелик, и для тихоходного ТБ-3 будут более выгодны готовящиеся редукторные М-34Р, позволявшие поднять к.п.д. винта при малых скоростях полета.
Но М-34 все-таки внедрили на серийных бомбардировщиках завода №22, поскольку это давало некоторое улучшение взлетных характеристик и позволяло освоить новую мотоустановку. Двигатели получили новые, более обтекаемые, капоты и новые радиаторы, перемещенные назад, под крыло. Из новшеств появилось также калориферное отопление кабин. Тепло забирали от выхлопных коллекторов двигателей. Винты оставались деревянными двухлопастными, диаметром 3,18 м.
Самолеты с М-34 были почти на тонну тяжелее — больший вес имели сами моторы, почти вдвое увеличили емкость маслобаков, в полтора раза стало больше воды в системе охлаждения. Бомбовое и стрелковое вооружение оставалось идентичным самолетам с моторами М-17. Только последний серии, с бомбардировщика №22386, лишились подкрыльных выпускных башен. Их заменили «кинжальной» установкой в люке фюзеляжа для стрельбы вниз-назад. В люке имелись два гнезда для шкворней но только один пулемет ДА с запасом из шести дисков.
Массовый выпуск новой модификации хотели начать с осени 1933 г., но моторы поступали с перебоями, и в январе следующего года завод продолжал сдавать некоторые самолеты с моторамами под М-34, но стояли на них М-17. Фактически серийный выпуск развернулся с бомбардировщика №22281.