Разоруженный ТБ-3Р, арендованный Осоавиахимом, летит на воздушный праздник в Бухарест
Эти моторы поставили на часть самолетов выпуска 1937 г. Несколько последних машин получили еще более мощные М-34ФРНВ (1050/1200 л.с.). На последних сериях ТБ-3 внедрили дополнительные бензобаки в консолях, несколько улучшили аэродинамику, усовершенствовали систему управления и оборудование, в частности, смонтировали переговорное устройство СПУ-7Р и УКВ-радиостанцию РЭС. Машины с моторами М-34ФРН отличались округленными законцовками стабилизатора, развитыми зализами между крылом и фюзеляжем.
В сентябре-октябре 1936 г. на специально подготовленном самолете с тогда еще опытными моторами М-34ФРНВ экипаж А.Б. Юмашева установил четыре мировых рекорда высоты с различными грузами (до 12 т).
К сожалению, ни один из ТБ-3 не получил протектированных топливных баков. Первый вариант такого бака для ТБ-3 был предложен инженером Стежинским еще в 1934 г. Внутри бака натягивалась латунная сетка параллельно днищам, а снаружи бак обтягивался резиновой оболочкой, под которой находился... слой густой патоки! Новый бак весил 186 кг, на 126 кг тяжелее обычного. Испытания закончились неудачно. Простреленные «сладкие» баки текли так же, как старые, без протектора. В январе 1935 г. Стежинский вывез на полигон новый образец, еще тяжелее — 270 кг. Сетки стали толще, а наружную оболочку выполнили многослойной (опять перемежались резина и патока). На этот раз конструкция выдержала испытания. Появилось постановление правительства внедрить протектированные баки на серийных ТБ-3.
Одновременно НИИ резиновой промышленности (НИИРП) предложил свой протектор из слоев бензостойкой и бензонабухаемой резины, а также корда с сырой резиной. Бак НИИРП весил существенно меньше — 130 кг. В ответ Стежинский тоже подготовил облегченные баки — 96 кг. В апреле 1936 г. провели сравнительные испытания. Победила конструкция НИИРП. Но на ТБ-3 такие баки так и не появились.
На 1937 г. планировали введение полностью закрытой отапливаемой пилотской кабины и пушечной верхней установки (с 20-мм пушкой ШВАК).
Параллельно велись работы по ТБ-3Д с дизельными двигателями. Они шли еще с 1935 г. На один из самолетов установили четыре мотора АН-1А по 900 л.с. Это были четырехтактные V-образные 12-цилиндровые дизели, созданные в ЦИАМ под руководством А.Д. Чаромского. Обладая меньшим расходом горючего, они могли существенно повысить дальность полета. Опытный ТБ-3Д вышел на испытания в августе 1937 г. Под дизеля переоборудовали серийный ТБ-3РН. Сделали новые моторамы, усилили крыло, добавив против каждого двигателя по две новых нервюры, подкрепили алюминиевыми лентами разъемы фюзеляжа, усилили расчалки оперения. Изменили топливную и масляную системы. Новые двигатели укрыли новыми капотами, установили новые выхлопные коллекторы. Дизеля вращали трехлопастные металлические винты фиксированного шага диаметром 3,45 м. Самолет стал значительно тяжелее. Вес пустого ТБ-3Д с неполной комплектацией военным оборудованием и вооружением составлял 13566 кг, в то время как серийный ТБ-3РН с полным оборудованием весил 12585 кг. Это превышение веса окупалось за счет меньшего расхода топлива примерно через 7-8 часов полета.
ТБ-3Д (№22638)