…Позже, находясь в госпитале, я узнал что из нашего дивизиона остались в живых только двое — я и лейтенант Итаги…»
Затем поддержку наступающих танков и пехоты обеспечивали в основном СБ и истребители, а ТБ-3 переключились на грузовые перевозки. Наводнение отрезало советские войска от тылов, и самолеты везли к району боевых действий сухари, масло, крупу и махорку. Морскую авиацию к бомбежкам не привлекали, хотя её ТБ-3 дежурили на аэродромах с подвешенными бомбами. Их также использовали для сопровождения пароходов, шедших к заливу Посьет. А16-й транспортный отряд участвовал в перевозках продовольствия и боеприпасов к передовой.
ТБ-3 применялись и на Халхин-голе. Правда, их там было немного. Из состава 4-го ТБАП, базировавшегося у станции Домно в Забайкалье, после начала боевых действий выделили две эскадрильи (бывшие 113-ю и 114-ю) и перебросили их в Монголию, в район Обо-Сомона. К 1 мая ВВС в 57-го стрелкового корпуса (их ещё называли «ВВС т. Фекленко», по фамилии командира корпуса, причем и в официальных документах тоже) прибыли семь ТБ-3 с моторами М-17, еще четыре готовились к вылету в Монголию. Они образовали 19-ю транспортно-санитарную эскадрилью, иногда именовавшуюся также «группой майора Егорова». Позже её боевой состав довели до 23 самолетов. Две другие эскадрильи 4-го ТБАП остались в Домно и использовались как транспортные.
Собственно говоря, поначалу все ТБ-3 на Халхин-голе служили как транспортные. Ближайшая железная дорога находилась в сотнях километров. Всё везли или на автомобилях, или по воздуху. ТБ-3 «челночили» по маршруту Тамцаг-Булак — Чита. К фронту везли оружие, людей, боеприпасы, обмундирование, медикаменты. Однажды три машины доставили оборудование типографии, которая стала печатать листовки на японском, китайском и монгольском языках. Обратно везли раненых — по 15–20 человек на самолет. Конечно, ТБ-3 не был приспособлен для этой цели, но, благодаря вместительному «нутру», в нём удавалось разместить шесть тяжелораненых на носилках и 14 легко раненых. Оборудованный соответствующим образом самолёт мог взять 12 тяжелораненых и шесть легко раненых военнослужащих с сопровождающим медперсоналом.
Уже в ходе операций на Халхин-голе, в июле 1939 г., Санитарный Институт РККА подготовил специальный проект санитарного ТБ-3 и просил выделить машину для переоборудования. 5 августа УВВС предложило взять пять бомбардировщиков из Ржева и доработать их на заводе № 84 в Химках. Перегруженный заказами завод отказался. По-видимому, санитарные ТБ-3 так и не появились. Машины 4-го ТБАП дооборудовались на месте самостоятельно простейшим способом.
ТБ-3 совершили более 500 транспортных рейсов. Во всех случаях грузы и люди были благополучно доставлены по назначению. На одном самолете при полете в Читу загорелся правый ближний к фюзеляжу мотор. Пожар потушили в воздухе и прибыли к месту назначения. На другой машине в полете потек радиатор. Борттехник, привязавшись фалом к поручню фюзеляжа, прошел по плоскости с бидоном воды в руке и ручным насосом долил систему.
Когда советско-монгольские войска начали подготовку к наступлению, ТБ-3 из Обо-Сомона перешли на роль ночных бомбардировщиков. Первый вылет состоялся в ночь с 19 на 20 августа. На цели выходили поотрядно. Линия фронта обозначалась фонарями, располагавшимися в 3–7 км от переднего края и стоявшими так, что их было видно только при подходе с нашего тыла. Примерно в 8 км от передовой находилась ориентирная 50-метровая стрела из фонарей.
Бомбометание преследовало цель психологического изматывания противника, а иногда — шумовой маскировки перемещений войск на нашей стороне. Поэтому далее перешли к тактике полетов одиночными машинами в разное время. Каждую ночь стартовали от 6 до 20 кораблей. Каждый ТБ-3 брал до 1300 кг бомб мелких калибров, всего за ночь сбрасывали тонн 25.
Обычно цель сначала подсвечивали САБ-ами, а затем, не торопясь, делали несколько заходов со сбросом бомб с высоты 1000 — 1500 м. Японская зенитная артиллерия вела огонь по бомбардировщикам, но без особого успеха. Единственный случай, когда ТБ-3 получил существенное повреждение — у самолета капитана Л.Варочкина над линией фронта вывели из строя мотор. Тем не менее, он добрался до цели на трех двигателях, отбомбился и вернулся на аэродром.
В целом, до 15 сентября, когда японская группировка капитулировала, списали всего один ТБ-3, да и тот после аварии. Во время операции на Халхин-голе эти самолеты впервые действовали как ночные бомбардировщики. Оценка их эффективности может быть различной. С одной стороны, они выполнили свою задачу — постоянно беспокоили врага, изматывая его войска, не давая им спать. В отчете ВВС 1-й армейской группы (в которую развернули 57-й корпус) указано: «Опыт применения во втором этапе ночной тяжелой авиации оказался успешным при отсутствии у противника ночной истребительной авиации и прожекторов. Её действия наносили противнику как моральный, так и материальный ущерб».
В отношении второго вопрос спорный. Поиск рассредоточенных целей у фронта и в ближних тылах, а также их поражение в ночных условиях оказались достаточно сложны. «Результаты ночных бомбардировок незначительны..», отмечалось в трофейном документе штаба 23-й пехотной дивизии японцев. Однако в другом документе этого же соединения можно прочитать, что «по причине регулярных ночных бомбардировок, приходится выключать все источники света. В результате, колонны снабжения, выдвигающиеся с наступлением темноты в сторону наших позиций часто сбиваются с пути и блуждают в степи. Неоднократно подразделения и штабы (это слово в японском документе было подчеркнуто. — Прим. авт.) в течение нескольких суток не получали горячей пищи… Имеют место перебои с доставкой боеприпасов…». В целом опыт ночного применения ТБ-3 был признан достаточно успешным.
Только-только закончились бои в Монголии, как ТБ-3 вновь оказались на передовой. 17 сентября 1939 г. Красная армия перешла границу Польши. Для этой операции собрали большие силы авиации. В приграничных Белорусском и Киевском военных округах насчитывалось 157 ТБ-3, но техника была порядком изношена, и боеспособной являлась примерно половина от этого количества самолетов. На Белорусском фронте в 3-м ТБАП из 75 машин исправны были только 38. Интересно, что самолеты более поздних выпусков с М-34 и М-34Р по проценту боеготовых даже уступали старым бомбардировщикам с М-17. Две трети первых в Киевском округе были прикованы к земле.
В этой операции на ТБ-3 возлагались исключительно транспортные функции. Сначала их использовали для переброски наземного состава передислоцируемых к фронту авиаполков. Когда войска перешли границу, выяснилось, что противника перед ними нет. На польской стороне находились разрозненные воинские части, в большинстве своем уже потрепанные немцами и отведенные в тыл на доукомплектование. Они были плохо вооружены и практически полностью лишены прикрытия с воздуха. Многие из них организованно сдавались в плен с имеющейся техникой. Лишь наиболее стойкие пытались прорваться к румынской или венгерской границам, да и то, стараясь уклониться от боев с советскими войсками. Темпы продвижения Красной армии намного превышали запланированные. Передовые отряды далеко оторвались от баз снабжения. Перелетевшие на захваченные аэродромы авиаполки остались без горючего и боеприпасов. Вот тут и пригодились ТБ-3.
Так, для конно-механизированной группы им. Дзержинского, двигавшейся на Гродно, самолеты 3-го ТБАП в течение четырех дней, с 20 по 24 сентября, сбросили на парашютах или доставили посадочным способом 100 т горючего. Сам штаб ВВС Белорусского фронта после перебазирования в Волковыск 18 суток кормился продуктами, сброшенными на парашютах. На Украинском фронте подобными же перевозками занимался 14-й ТБАП. Он доставлял людей, боеприпасы, продовольствие. Особых проблем не было, но в целом ситуация в Польше стабилизировалась к середине октября.
Уже в через неделю закончившие польскую кампанию части ВВС начали перебрасывать в Ленинградский военный округ. Основная масса имевшихся в нем ТБ-3 была сосредоточена в 7-й ТБАП, но, в рамках подготовки к планировавшейся аннексии части Финляндии, на аэродромы округа начали передислокацию и других полков. К концу ноября 39-го стало очевидно, что финны — это не «снулые» поляки, и за свою землю они будут воевать по-настоящему. 30 ноября отношения между Финляндией и СССР были разорваны. С этого момента началось стремительное сосредоточение боевой мощи РККА в зоне ответственности Ленинградского округа.