Броней (толщина 3,5–4,5 мм) были защищены все жизненно важные части машины: рабочие места пилота, штурмана-бомбардира, двух стрелков, а также моторы и бензобаки.
Общая масса брони составляла около 1000 кг, из них только 380 кг входили в силовую схему конструкции самолета.
Параллельно велась проработка нескольких вариантов компоновки самолета с разными вариантами нагрузок и бронирования под моторы: М-34 750 л. с. (4 варианта), Isotta-Fraschini «ASSO» 800 л. с. (3 варианта), BMW-6 730 л. с. (3 варианта) и BMW-9 800 л. с. (2 варианта). Лучшим оказался вариант с моторами «ASSO».
С целью облегчения машины проводились опыты по использованию в конструкции самолета фанеры, армированной броней.
Рассматривались и различные варианты стрелково-пушечного и бомбового вооружения.
Один из вариантов вооружения (в случае установки на самолет двух моторов М-34) предполагал для стрельбы вперед использовать две 37-мм авиационные динамо-реактивные пушки (ДРП) конструкции Л. В. Курчевского АПК-4 (или одну 76-мм динамо-реактивную пушку, также конструкции Л. В. Курчевского) и четыре пулемета ПВ-1 калибра 7,62 мм.
Оборонительное вооружение предусматривало использование двух скорострельных пулеметов ДА калибра 7,62 мм, размещенных по одному на передней и задней турелях. Бомбовая нагрузка составляла 800 кг. Взлетный вес машины — около 8000 кг.
Надо признать, выбор динамо-реактивных пушек в качестве вооружения штурмовика был все же неудачным. Начальная скорость снарядов ДРП была очень низкой, что неизбежно сказывалось на точности стрельбы.
Кроме того, этим пушкам были присущи такие серьезные конструктивные недостатки, как разрыв стволов при стрельбе и разрушение элементов конструкции самолета в результате выстрела. Мал был и боекомплект к пушкам. Впоследствии это привело к отказу от использования динамо-реактивных пушек в авиации.
Несмотря на большой объем изыскательской работы и значительные усилия конструкторов, довести ТШ-1 до требуемого уровня не удалось.
Мощность моторов и удельные весовые и прочностные характеристики брони и другие конструкционные материалы явно не соответствовали поставленной задаче, и трудности, встреченные конструкторами на своем пути, оказались непреодолимыми.
В этой связи 21 июня 1931 г. на расширенном заседании НТК ВВС и ЦАГИ А. Н. Туполев доложил, что заданные НТК летно-технические данные ТШ-1 не могут быть осуществлены ввиду большой массы неработающей навесной брони и отсутствия моторов мощностью в 1300 л. с.
В качестве альтернативы А. Н. Туполев предложил приспособить двухмоторный разведчик Р-6 для действий в качестве штурмовика. Военные с предложением А. Н. Туполева согласились, установив срок предъявления новой машины (заводское обозначение АНТ-18) на государственные испытания к 1 января 1932 г. Позже, из-за отсутствия моторов необходимой мощности, постройка штурмовика на базе Р-6 также была прекращена.
Отметим, что известный конструктор В. С. Вахмистров в развитие идеи создания тяжелого самолета поля боя на базе серийного бомбардировщика в начале 1930 г. установил вертикально в фюзеляже самолета ТБ-1 стреляющую вниз динамо-реактивную пушку калибра 76 мм, предназначенную для поражения наземных целей.
ДРП крепилась на специальном «пауке», укрепленном на балках бомбодержателей типа ДЕР-9 у левого люка. В фюзеляже было прорезано окно с усиленными обводами. Сопло ДРП выступало сверху на 200 мм, а дульная часть выходила из люка на 500 мм.
На земле Вахмистров произвел два выстрела. С этой целью под самолетом была вырыта яма глубиной два метра и площадью 1 кв. м. После второго выстрела вырвало часть обшивки фюзеляжа, в кабине бомбардира выбило два окна, образовалась небольшая пробоина в фюзеляже.
Было принято решение о нецелесообразности дальнейших испытаний ДРП на ТБ-1. Полагали, что имело смысл продолжить их на самолете Р-7. Сведений о продолжении этих работ не найдено.
Заметим, что если бы стрельба производилась в воздухе, то следовало ожидать, что вследствие отсутствия «отражателя» таких сильных разрушений не последовало бы.
Надо сказать, предложение Вахмистрова было единственным разумным применением ДРП в авиации.
Напомним, что к концу войны немцы использовали подобную идею для создания противотанкового варианта самолета Fw-190. Под углом 70° к вертикальной оси ставилась батарея из шести ДРП калибра 76 мм. Оригинальной в этой установке была прицельная система, реагирующая на магнитное поле танка. Довести идею «до ума» немцы не успели.
Оригинальный вариант тяжелого самолета поля боя на базе серийного бомбардировщика ТБ-3 — Г-52 «летающая батарея» был предложен и П. И. Гроховским.