Первые заводские испытания проводили на полигоне под Ногинском в августе 1935 г. Сначала стреляли на земле. Из экипажа на борту находился только стрелявший, но ко всем креслам привязали по собаке. Опять боялись, что отдача если не разрушит конструкцию, то будет болезненной для людей — ведь новая центральная пушка была гораздо мощнее полковой. Но все прошло нормально. В отчете записали: «Состояние собак — нормальное». И с седьмого выстрела на борту находился полный экипаж — девять человек.

29 августа сделали первый выстрел в полете. Сделали девять выстрелов по цели на земле (щиту), но ни разу не попали. Стреляли с высоты 600 м с дистанции около 2 км, с пологого пикирования. Впечатление о выстреле: «...самолет испытывает легкое содрогание».

Наводка могла осуществляться только разворотом всего самолета, поскольку пушки закрепили неподвижно. Стреляли залпом, а сигналом служило загорание на командном щитке красной лампочки. Неприятным сюрпризом оказался разворот самолета за счет несинхронной стрельбы пушек в крыле: один дернул за шнур чуть раньше, другой — чуть позже. Избавиться от этого при подобной схеме управления огнем было невозможно.

В сентябре 1935 г. Г-52 проходил государственные испытания в НИИ ВВС. Там сделали 62 выстрела. Деформаций планера не обнаружили. Общий вывод испытателей гласил: «Проведенные стрельбы на земле и в воздухе показали принципиальную возможность стрельбы из откатных 76-мм пушек (обр. 27 и 31 г.), установленных на самолете ТБ-3, что является первым опытом как у нас в СССР, так и по имеющимся материалам — за границей». В числе недостатков указали на низкую скорострельность (4-5 выстрелов в минуту, при удвоении расчетов — 8-10), невозможность регулировки установки орудий, малый боезапас (Гроховский предлагал сделать «погреба» в бомбоотсеке), несинхронность стрельбы, разные баллистические характеристики пушек (снаряды летели по разным траекториям, и при увеличении дальности стрельбы разброс попаданий значительно увеличивался), отсутствие гильзоулавливателя у зенитной пушки.

Теоретики из Военно-воздушной академии уже разрабатывали сценарии возможных боевых операций с применением «летающих батарей». Начальник инженерно-командного факультета писал: «Установка пушки 76 мм калибра с нормальной начальной скоростью открывает новую эру в области вооружения самолетов». Г-52 собирались применять для поддержки воздушных десантов и использовать в качестве подвижных зенитных батарей...

В дальнейшем предлагалось сделать пушечные установки подвижными, снабдить артиллеристов дальномерами и полуавтоматическими прицелами, сконструировать прибор для автоматической установки дистанционных трубок. Замахиваясь еще дальше, фантазировали об эскадрах «летающих батарей» с единой системой управления огнем, где флагман бы мог сосредотачивать всю мощь артиллерии соединения на выбранных им целях, непосредственно управляя их орудиями по радио.

Гроховский, хоть и был большим фантазером, намечал на будущее более реальные цели. Следующим этапом должен был стать ТБ-ЗР с тремя мощными зенитными пушками обр. 31 г. В акте утверждения отчета о госиспытаниях (датированным октябрем 1935 г.) было написано: «...заказать в 1935 г. серию самолетов ТБ-3 М-34Р в 12 шт. с установкой на них 2-х пушек обр. 1927 г. и одной зенитной обр. 1931 г. со сроком изготовления 1-го декабря с.г.». В дальнейшем Гроховский думал создать специальный самолет с усиленной конструкцией для вооружения тяжелыми орудиями. Рисунки подобных конструкций в его альбомах сохранились. Одна из таких машин явно использует узлы ТБ-3, но с новым, гораздо более узким фюзеляжем, в котором нет ненужных бомбоотсеков.

Но концепция ТБ-3 с пушками имела много противников. Еще в июне 1932 г., когда Гроховский только высказал эту идею, тогдашний начальник НИИ ВВС Бузанов в письме к Алкснису доказывал, что Р-5 с подвеской восьми-десяти реактивных снарядов может сделать то же самое и при этом обойдется вшестеро дешевле, а обладая лучшей маневренностью и меньшими размерами, сам окажется менее уязвимым. Работу Гроховского закрыли. Ни одного серийного Г-52 не построили.

«Тральщики»

С тех пор, как в годы Первой мировой войны впервые применили аэростаты заграждения, авиационные специалисты неоднократно пытались найти «противоядие» этому средству ведения боевых действий. Летом 1936 г. командующий 1-й армией особого назначения (АОН-1) В.В. Хрипин на сборах комсостава в Звенигороде предложил подчиненным подумать над способами прорыва через аэростаты. Летчик 7-й крейсерской эскадрильи старший лейтенант М.Д. Гуров выступил со своим проектом «воздушного тральщика» или «паравана». Идея действительно была схожа с параваном, которым корабли отводят от себя якорные мины.