Первый экземпляр самолета был выпущен осенью 1936 года, а в воздух его подняли 27 декабря одни из самых подготовленных летчиков-испытателей – М.М. Громов и Н.С. Рыбко.

В соответствии с замечаниями, выявленными за время испытания опытного самолета, конструкция дублера была улучшена. На самолете были установлены основные двигатели АМ-34ФРНБ (на первых серийных АМ-34ФРНВ) и дополнительный – М-100А.

После летных испытаний дублер был принят в качестве эталона для постройки опытной серии в пять машин. Всем было ясно, что самолет очень хорош, что создан первый высотный скоростной бомбардировщик, полностью отвечавший требованиям своего времени и предвосхитивший развитие этого класса самолетов на несколько лет вперед. Но этот бомбардировщик нуждался в надежных двигателях достаточной мощности и высотности.

Таким двигателем для него оказался высотный АМ-35А в 1200 л. с. С этими двигателями самолет ТБ-7 с 1940 года начали строить серийно.

Таким образом, можно говорить о том, что к 1936 году ВВС РККА располагали самым многочисленным парком тяжелых бомбардировщиков в мире. По состоянию на август 1936-го только в европейской части СССР базировались три тяжелобомбардировочных корпуса – 4, 6 и 10-й, по две бригады в каждом.

Мало того, после принятия наступательной военной доктрины «ведения молниеносной войны малой кровью на чужой территории» с января 1936 года на базе авиационных бригад тяжелых бомбардировщиков началось формирование еще более крупных соединений – авиационных армий особого назначения. Они предназначались для совместных боевых действий с другими родами войск РККА, а также для ведения самостоятельных оперативных и стратегических боевых операций и являлись авиационными армиями резерва Главнокомандования в его непосредственном подчинении.

Это соединение дальнебомбардировочной авиации могло нанести мощный удар любому потенциальному противнику. В него входили части тяжелых бомбардировщиков, «крейсеров», дальних разведчиков и истребителей.

8 января 1936 года на базе частей дальнебомбардировочной авиации, которые базировались в европейской части страны в городах Монино, Воронеж и Калинин, была сформирована 1-я армия особого назначения (АОН-1) со штабом в Москве.

Через год на Дальнем Востоке для выполнения особых задач из авиационных соединений и частей Особой краснознаменной Дальневосточной армии (ОКДВА) была сформирована 2-я авиационная армия со штабом в г. Хабаровск.

С апреля 1937 года обе армии уже имели единую организационную структуру, которая по штатному расписанию включала в каждую из них по две тяжелобомбардировочные, по одной легкобомбардировочной и по одной истребительной авиабригаде.

10 апреля 1938 года Главный военный совет Красной армии выпустил постановление, которое послужило основанием для приказа НКО за № 0017 от 21 мая 1938 года о формировании еще двух отдельных авиационных армий с дислокацией в городах Воронеж и Ростов. Учитывая боевой опыт, полученный в Испании и Китае, Наркоматом обороны этим же приказом устанавливался четырехбригадный состав авиационных армий (две тяжелобомбардировочные, одна легкобомбардировочная и истребительная), которые получили следующую нумерацию: 1-я АОН (Москва), 2-я АОН (Воронеж), 3-я АОН (Ростов). При этом каждая армия включала 250–260 самолетов, в том числе 150–170 ТБ-3. Позднее в армии особого назначения стали включать и скоростные бомбардировочные полки на СБ.

Боевой состав армий особого назначения[21]

Длительное пребывание на вооружении быстро устаревающего ТБ-3 во многом объяснялось отсутствием более современного серийного самолета подобного класса. Дальние бомбардировщики все-таки не могли в полной мере заменить тяжелые. Им не хватало грузоподъемности и возможности несения боеприпасов крупных калибров.