В то время авиаконструкторы настойчиво искали пути строительства не вообще новых самолетов, а главным образом самолетов металлических конструкций. Конструкторское бюро, возглавляемое А. Н. Туполевым, одним из первых приступило к проектированию таких самолетов. И в 1923 г. был построен первый цельнометаллический трехместный самолет АНТ-2, развивавший скорость до 170 км/час. Впервые была решена проблема применения кольчугалюминия в качестве основного строительного материала. В конце того же года было начато проектирование первого в истории цельнометаллического двухмоторного тяжелого бомбардировщика ТБ-1. По своим размерам и летно-тактическим параметрам он не имел тогда себе равных. Его конструкция явилась удачным прообразом современных дальних бомбардировщиков. Это была крупная победа советских самолетостроителей, положившая начало новому этапу в развитии всей авиации, и особенно тяжелой.
ТБ-1 был первый самолет, построенный крупной серией (в течение четырех лет - 620 машин). Он находился на вооружении дальней авиации около 10 лет. Его полетный вес составлял 6712 кг, полезная нагрузка - 2885 кг, скорость до 200 км/час, потолок - 4830 м, размах крыла - 29,6, длине - 17,5 м, площадь крыла - 121,5 кв. м, бомбовая нагрузка - до 1500 кг, стрелковое оборонительное вооружение - 6 пулеметов, экипаж - 6 человек.
В 1926 г. летчик А. И. Томашевский на ТБ-1 установил несколько мировых рекордов продолжительности полета с грузом. А в 1929 г. летчик А. С. Шестаков и штурман Б, В. Стерлигов совершит на этом самолете выдающийся перелет из Москвы в Нью-Йорк. Этот перелет свидетельствовал о совершенстве конструкции самолета, созданной советскими инженерами, о надежности авиадвигателей и высокой летной подготовке и выносливости авиаторов.
Если в 1918-1920 гг. интервенты испытали силу бомбовых ударов тяжелых бомбардировщиков деревянной конструкции "Илья Муромец", то менее чем через 9 лет наши недруги воочию увидели первые советские цельнометаллические тяжелые бомбардировщики. Наша авиация начала смело выходить на международные воздушные трассы, демонстрируя достижения конструкторской и научной мысли.
Самолет ТБ-1 в течение почти десяти лет составлял основу парка тяжелых бомбардировщиков, использовался как своеобразная летающая научно-испытательная лаборатория для проведения многих экспериментов. Так, в 1931 г. он применялся для транспортировки двух истребителей И-4. Для сокращения разбега при взлете на нем в 1932 г. были установлены стартовые ракетоускорители. На нем проводились испытания по сбрасыванию парашютного десанта и грузов, по дозаправке самолетов горючим в воздухе. На этих самолетах наши летчики участвовали в спасении полярной экспедиции на ледоколе "Челюскин".
В июле 1929 г. ЦК ВКП(б) принял постановление "О состоянии обороны СССР". В нем была изложена генеральная линия на коренную техническую реконструкцию армии, авиации и флота, было предусмотрено как можно быстрее внедрить в серийное производство новые типы самолетов.
Военное руководство разработало план строительства ВВС. В начале 1930 г. Реввоенсовет СССР утвердил программу создания новых типов самолетов, аэрофотоаппаратов и различных приборов, причем главное внимание уделялось тяжелой бомбардировочной авиации.
Авиаконструкторы и ученые, создавая тяжелые бомбардировщики, уже в то время успешно решили задачу расчета свободонесущих крыльев и применения для них жесткой металлической обшивки. В результате в 30-х годах было выпущено несколько типов оригинальных тяжелых самолетов. В 1929 г, был построен и в декабре 1930 г. испытан новый тяжелый бомбардировщик ТБ-3 конструкции А. Н. Туполева.
ТБ-3 принадлежал к числу наиболее выдающихся самолетов своего времени. Это был первый в мире четырехмоторный цельнометаллический самолет-гигант, свободнонесущий моноплан с авиадвигателями мощностью 2400 л. с. ТБ-3 имел полетный вес 24 500 кг, полезную нагрузку - 6300 кг, дальность полета 1500-3270 км (в зависимости от нагрузки). Его схема - дальнейшее развитие ТБ-1 - стала определяющей для всех самолетов подобного класса и различного назначения.
ТБ-1 и ТБ-3 знаменовали собой качественный скачок в развитии ДА как отечественной, так и зарубежной. Эти самолеты проложили дорогу для создания других тяжелых самолетов и предопределили рациональную схему их конструкции.
Последний вариант ТБ-3 (образца 1936 г.) развивал скорость 288 км/час, имел экипаж из восьми человек, пять пулеметов, бомбовую нагрузку 5000 кг. На нем подготовлено целое поколение авиаторов. Более 15 лет он находился на вооружении и применялся в качестве тяжелого бомбардировщика, десантного и транспортного самолета.
ТБ-3 использовался в боевых действиях в районе озера Хасан, реки Халхин-Гол, на Карельском перешейке и в первые годы Великой Отечественной войны. Он не раз демонстрировал свои превосходные качества в различных условиях, в том числе и в полетах на Северный полюс. На нем было установлено несколько мировых рекордов.
В 1933 г. в Одессу на гидросамолетах прилетали итальянские летчики. Через год в Италию с ответным визитом были направлены три ТБ-3 с группой летчиков, инженеров и авиаконструкторов. Появление громадных самолетов в Италии произвело сенсацию, явилось свидетельством роста экономики СССР и мощи его ВВС.
ТБ-3 был незаменим для перевозки тяжелой большегабаритной военной техники. Он транспортировал легкий танк или автомашину с 45-мм орудием (техника размещалась под самолетом на подвесных рамах). Самолет обладал большой емкостью бензобаков (до 6000 кг), поднимал до 30 парашютистов или 35 бойцов с оружием.
1 мая 1932 г. была продемонстрирована растущая мощь тяжелой авиации состоялся воздушный парад. Над Красной площадью прошла авиаэскадрилья из девяти ТБ-3. Газеты в то время писали, что иностранные корреспонденты были потрясены, они недоумевали: откуда у русских появилась такая воздушная мощь? Зарубежные авиаконструкторы, которые в свое время применяли для своих тяжелых самолетов устаревшую схему "Ильи Муромца", продолжали ее придерживаться и в 30-х годах. В США только через пять лет после первых полетов ТБ-3 был построен бомбардировщик Б-17.
В те годы самолеты ТБ-3 имели все же небольшую скорость, и в случае войны пни не смогли бы выполнять задания днем без сопровождения истребителей, а у последних был ограничен радиус. М. П. Тухачевский подсказал выход из этого положения: подвешивать истребители к ТБ-3. И уже в 1933 г. конструктор В. С. Вахмистров переоборудовал ТБ-3 под самолет-матку. К этому своеобразному летающему авианосцу подвешивались 3-5 истребителей, которые при необходимости отделялись от него и могли отражать атаки вражеских истребителей.
Советские авиаконструкторы не останавливались на достигнутом, настойчиво искали пути для создания новейших типов отечественных тяжелых самолетов. Еще в 1929 г. были начаты работы по созданию бомбардировщиков с огромной грузоподъемностью в 10 и 25 т, которые предполагалось применять для транспортировки техники и войск. И такой самолет - ТБ-4 - был построен в 1933 г. Он сыграл определенную роль в развитии последующих конструкций тяжелых самолетов. Это был цельнометаллический моноплан, но уже с шестью авиадвигателями, с бомбовой нагрузкой 4000 кг, а в перегрузочном варианте 10 000 кг, с полетным весом 33 тыс. кг, с мощным оборонительным вооружением (две 20-мм пушки и 10 пулеметов). Экипаж состоял из десяти человек. Тактико-технические данные ТБ-4 - грузоподъемность, дальность и потолок являлись новым мировым достижением.
Весной 1930 г. одна из конструкторских бригад приступила к проектированию нового тяжелого бомбардировщика ТБ-5. Его схему разработал Д. П. Григорович. Каркас самолета был металлический, а обшивка полотняная. Вес пустой машины - около 7.5 т, полетный вес - 12,5 т, бомбовая нагрузка - до 5т. Площадь крыла - 150 кв. м. Кабина летчика была закрытой. В ее носовой части устанавливалась вращающаяся пулеметная башня. Строительство самолета было закончено к маю 1931 г. К этому времени под руководством А. Н. Туполева был построен ТБ-3, превосходящий по своим качествам ТБ-5, который в серийное производство не пошел.
У коллектива авиазавода, строившего ТБ-3, возникла идея капитальной его модернизации. В короткий срок был разработан проект новой машины, и в начале 1936 г. два самолета ДБ-А совершили полеты. Новый бомбардировщик по своей общей схеме и размерам напоминал ТБ-3, но уже не с гофрированной, а гладкой обшивкой, с полетным весом 19 500 кг, со скоростью на 50 км/час больше, чем у ТБ-3, с экипажем 11 человек. Самолет имел 6 пулеметов, 1 пушку. Кабины и пулеметные установки были застеклены. Внутренняя подвеска до 5000 кг бомб, полуубираемое шасси в обтекателях улучшали его аэродинамические качества. В конце того же года летчики М. А. Нюхтиков и М. А. Липкин на этом самолете установили два рекорда, подняв груз 10 и 13 т на высоту 7035 и 4535 м, а летчики Г. Ф. Байдуков и Н. Г. Кастанаев установили два рекорда скорости с грузом 5 т.