После первых испытаний зимой 1931-32 гг. вся система СЗ-1 подверглась значительным доработкам. С помощью инженеров ЦАГИ Петлякова, Беляева, Привен, Никитенко и Фомина произвели дополнительные расчеты прочности крыла ТБ-1 с целью повышения эффективности и надежности работы соединенных самолетов. В последующем для увеличения взлетного веса СЗ-1 на основных опорах шасси ТБ-1 с внешней стороны установили по дополнительной амортизационной стойке от самолета АНТ-9. Лонжерон крыла носителя в районе крепления этой стойки усилили дополнительным внутренним подкосом. Доработали также замки крепления И-4 и механизм их расцепления. Третья пирамида, удерживавшая фюзеляж И-4, теперь шарнирно крепилась на крыле ТБ-1. После открытия замка пилот истребителя давал ручку управления от себя, задняя пирамида окончательно освобождалась и откидывалась назад. Затем следовало движение ручки управления на себя, передние замки выходили из кольцевого зацепления, и самолет отрывался от носителя.
Для увеличения дальности полета «самолета-звена» в бомбоотсеке ТБ-1 установили дополнительные топливные баки (два по 450 л, два по 140 л и еще два запасных бачка на 65 л). По мере расходования горючего в баках истребителей бортмеханик насосом подкачивал в них бензин из топливной системы носителя. Кроме того, И-4 оборудовали двумя дополнительными масляными баками по 12,5 л и указателем уровня топлива.
Масса пустого ТБ-1 после установки пирамид крепления истребителей, дополнительных баков, усиления шасси и других доработок увеличилась на 245 кг. Однако, демонтировав кассетные бомбодержатели Дер-9, удалось снять 68 кг, и в результате масса пустого ТБ-1 возросла на 177 кг, достигнув 4602 кг. Пустой И-4 стал легче на 10 кг – его масса составила 965 кг (снятые нижние крылышки дали экономию 20 кг, однако за счет узлов крепления и дополнительных маслобаков это значение сократилось вдвое). Нормальная полетная масса СЗ-1 составила почти 10500 кг: ТБ-1 с экипажем и запасом бензина – 7453 кг + два И-4 взлетной массой по 1518 кг. При увеличенном запасе бензина 2625 кг и 1000 кг бомб максимальная полетная масса СЗ-1 достигала 12500 кг.
После всех проведенных доработок «Самолет-Звено-1» допустили к Госиспытаниям. 20, 21, 22, 29, 31 мая, 5, 14, 15 июня 1932 г. было выполнено 9 испытательных и контрольных полетов с отцепкой истребителей в воздухе. На 10 июня запланировали перелет по маршруту Монино-Киев-Монино с максимальным полетным весом. По плану, ТБ-1 должен был прилететь в район Киева, выпустить истребители, сбросить 1000 кг бомб и вернуться в Монино. Однако сильный встречный ветер заставил произвести расцепку в районе Брянска. Впрочем, это не повлияло на положительный отзыв об испытаниях.
На заключительном этапе Госиспытаний, 14 июня, произвели отцепку одного из двух истребителей. В целом, эти испытания продемонстрировали высокую надежность всех механизмов (не выявлено ни одной неисправности). Был отмечен и другой немаловажный факт: «Необходимые навыки для пользования СЗ-1 не требуют высокой квалификации». Как и рассчитывал Вахмистров, наличие истребителей позволило СЗ-1 продемонстрировать перед обычным ТБ-1 преимущества в ряде летных характеристик. Например, при одинаковой нагрузке потолок увеличился на 500-600 м, длина разбега уменьшилась на 150-200 м. Но самым главным для Вахмистрова стало то, что положительную оценку получило самое главное качество системы – применение истребительного охранения при действиях тяжелого бомбардировщика в глубоком тылу противника. Военные испытатели посчитали «самолет-звено» значительным достижением, и для оценки его тактических и эксплуатационных особенностей предлагали построить эскадрилью СЗ-1.
Год спустя в самолет-звено оборудовали ТБ-1 № 678 + два И-4 №№ 1533 и 1583. Истребители оснастили новыми замками отцепки, нижние крылья не снимались. Дополнительная амортстойка на ТБ-1 была выполнена по типу костыля ТБ-3. Войсковые испытания велись на Кричевицком аэродроме в июне- июле 1933 г. Экипаж ТБ-1 состоял из командира корабля Стефанов-ского, второго пилота Вахмистрова, инженера-монтажиста Морозова, борттехника Никитина. Левым истребителем управлял В.К. Коккинаки, правым – В.А. Степанчо-нок. Испытания вновь оценивались положительно. После произведенных доработок техника отрыва истребителей упростилась. Старт с аэродрома происходил на скорости 130 км/ч при полетной массе 9600 кг, время взлета составило 12 с. В полете самолет был устойчив, допускал виражи до 60°. За 5 полетов были оттренированы два новых пилота на И-4 и 3 командира ТБ-1. 5 июля командир авиабригады НИИ ВВС А. Залевский подписал следующее заключение: «Самолет 3-1 с вышеуказанными переделками вполне годен к эксплуатации в строевых частях ВВС РККА».
Очевидно, к этому периоду относится и воспоминание Стефановского: «В процессе доработок меня назначили командиром цирка Вахмистрова» – так наши летчики с чьей-то легкой руки стали величать самолет-звено. В этом названии было и восхищение созданной Владимиром Сергеевичем боевой воздушной «единицей в трех лицах», и некоторая толика юмора. Полет самолета -звена и впрямь напоминал что-то вроде циркового аттракциона… Вспоминается такой случай. Задание выполнялось обычное – отрабатывалась техника отрыва истребителей от бомбардировщика. ТБ-1 пилотировал я. Вторым пилотом был Михаил Александрович Нюхтиков. На истребителях находились В. К. Коккинаки и И.Ф. Гродзь.
Летим. Пришли в заданный район. Даю команду своим «седокам» – отцепляйтесь! Самолет Гродзя забалансировал на передних креплениях. А почему Коккинаки дергается в кабине и, словно сумасшедший, шурует рулями? Увлекся я разгадыванием его «манипуляций», а про Гродзя забыл. Он же по-прежнему балансирует, ждет сигнала на отрыв.
С Коккинаки вскоре все стало ясно: приняв команду отсоединиться, он, со всей его медвежьей силой, рванул рукоятку рассоединения и… оборвал трос хвостового замка. А теперь вот летчик создает рулями перегрузки, чтобы оторвать замок, удерживающий хвост истребителя, и любой ценой отделиться от нас. Но не тут-то было. Истребитель, как припаянный, сидит на нашей плоскости. Катастрофа кажется неизбежной. Бортмеханик (жаль, забыл его фамилию) рвется на подвиг: хочет влезть на крыло, по-пластунски добраться до хвоста истребителя и открыть замок. Запрещаю: поток воздуха мгновенно сорвет его с крыла. Второй пилот Миша Нюхтиков, мой однокашник по качинской школе, предлагает стрелять из нагана, чтобы пулей перебить злосчастный замок. Тоже мне снайпер нашелся! Еще в Коккинаки угодит.
А звено летит. Гродзь, не получив последней команды и ничего не подозревая о случившемся, продолжает балансировать. Отпусти его – станет еще хуже: с одним истребителем на плоскости ни за что благополучно не сядешь. Да и поломкой, пожалуй, не отделаешься. Лихорадочно работаем мозг. Нервы напряжены до предела. Что же предпринять? Правда, горючего еще много. Надо держаться поспокойнее, все хорошенько обдумать. Время еще есть.
И тут пришла наконец спасительная мысль. Правда такого решения еще никто не принимал – не было подобного примера. Мысль воплотилась в окончательное решение: – Будем садиться втроем, – сообщаю экапажу – Все по местам.
Теперь и Иустин Феликсович Гродзь разобрался в случившемся. Даю ему понять – Что бы ни случилось – держись до конца: садится будем вместе Он кивает в ответ: понял. Снижаемся. Все идет хорошо, Тревожит одно: выдержит ли шасси ТБ-1 посадку с таким весом. Самолет бежит по полосе. Шасси не подвело! Вдруг – удар, треск машина ломается? Да нет! вот она и скорость потеряла, остановилась.
И тут возникло острое беспокойство за Иустина – не сорвался ли он с плоскости? Глянул в его сторону