Нашли и новые недостатки. Моторы теперь забрызгивали радиаторы маслом, и охлаждение постепенно ухудшалось. Патрубки глушителей выбрасывали выхлопные газы в сторону открытой пилотской кабины, попутно оглушая летчика. Из-за плохой амортизации деформировались обтекатели осей шасси. Козырек пилотской кабины оказался слабоват — гнулся и трескался от напора воздуха. В кабину отчаянно задувало и спереди, и с боков, и даже изнутри самолета. Работники НИИ ВВС требовали усилить недостаточно жесткие моторамы, заменить в окошке у летнаба мутный целлулоид на триплекс, одеть чехол на гнездо костыля, поставить ограничитель на заднюю турель, предотвращающий прострел хвостового оперения, и радиостанцию ВОЗ IV, записанную в задании. Появилось предложение дополнить вооружение двумя неподвижными пулеметами ПВ-1, стреляющими вперед.

5 октября составили специальный протокол о неустраненных недостатках. Некоторые из них в ЦАГИ исправили очень быстро. Окно у летнаба увеличили вниз, усилили обтекатели осей, суфлерные трубки моторов, брызгавшие маслом на радиаторы, вывели за капот, смонтировали новые глушители, у козырька пилотской кабины сделали жесткую рамку и поставили боковое остекление; слева стекло при необходимости опускалось вниз, как у автомобиля. Чертежи усиленных моторам подготовили, но решили поставить их уже на первом серийном Р-6.

Опытный самолет после этих переделок опять попал в НИИ ВВС на дополнительные испытания, которые шли до 17 октября. На этот раз военных больше интересовали боевые возможности «крейсера». На основе анализа летных данных и пилотажных качеств машины попытались определить ее роль в будущей войне. Отзывы в целом были вполне благожелательными: «хорошо пикирует при угле 60°», «сильное стрелковое вооружение», «боевой разворот выполняется просто, самолет устойчив, нагрузки на рули нормальны». В итоге сделали выводы, что Р-6 может быть применен как дальний разведчик, самолет сопровождения тяжелых бомбардировщиков и многоместный истребитель. В отношении последней функции возможности оказались весьма ограниченными. С одной стороны, в акте НИИ прямо записали, что как многоместный истребитель машина использована быть не может «вследствие недостаточной маневренности из-за большого полетного веса». С другой стороны, в том же документе указывается: «...может быть применен как многоместный истребитель для ведения воздушного боя на больших дистанциях с тяжелыми бомбардировочными самолетами». Короче говоря, Р-6 не мог вести маневренный бой не только с одноместными истребителями, но и со средними и легкими бомбардировщиками, и только неуклюжий тяжелый бомбовоз мог быть успешно атакован «крейсером». Но самый главный вывод по результатам дополнительных испытаний гласил: «Может быть рекомендован для постройки серии».

Серийное производство Р-6 поручили заводу № 22 в Филях, где делали ТБ-1, конструктивно и технологически очень близкий к «крейсеру». В начале 1931 г. заложили первую серию из пяти самолетов. Факгически она разделялась на две. На первых двух машинах собирались отработать окончательную схему размещения оборудования и вооружения, так и не определенную до сих пор заказчиком. Это тогда было нормой: ждать некогда, надо выполнять план!

По последнему уточненному плану головной Р-6 должен был быть предъявлен на испытания 7 сентября 1931 г.; фактически он прибыл в НИИ ВВС 3 октября. Задержка в основном связывалась с несвоевременной поставкой оборудования. В августе уже почти готовая машина стояла без вооружения — оно не прибыло в срок. Представители У ВВС практически до последнего момента вносили изменения в свои требования. Так, 6 июля очередная комиссия, побывавшая на заводе, потребовала перенести трубку Пито, усилить балки бомбодержателей и обшивку под ними, еще раз перекомпоновать оборудование в кабинах, ввести лаз от летнаба к пилоту. Это вызвало взрыв негодования у Туполева: «УВВС переписывается, а самолеты завод уже строит...» В итоге военные согласились внести часть изменений со 2-й серии. Головной же самолет № 2201 выпустили на испытания некомплектным — практически без вооружения и многих элементов оборудования.

Испытания его шли с 5 октября по 3 ноября 1931 г.От опытной машины он отличался моторами М-17 (советской копией BMW VI) и несколько измененными радиаторами. Серийный самолет был на 126 кг тяжелее опытного; основную лету внесли моторы — 60 кг. Отечественные колеса вместо импортных добавили 28 кг. Оставшиеся 38 кг распределялись между различными частями планера. Головной Р-6 уступал опытному в максимальной скорости горизонтального полета 12 — 13 км/ч и около 1000 м в практическом потолке. Ухудшилась и скороподъемность. Показатели горизонтального маневра практически не изменились. На снижение летных данных оказало влияние даже не столько перетяжеление самолета, сколько ненадежная работа двигателей. Хотя М-17 номинально должен был выдавать ту же мощность, что и немецкий мотор, на практике он постоянно недодавал обороты. Кроме того, двигатели перегревались, вынуждая летчика убирать газ.

Опытный образец Р-6 после доработки на повторных испытаниях в НИИ ВВС

В списке дефектов отмечалось в основном то, что ЦАГИ внес при доработке в опытный образец, а на серийной машине отсутствовало, поскольку и доработки, и изготовление головной машины фактически осуществлялись параллельно. Моторамы стояли старые, не усиленные, и тряслись в полете. Козырек пилотской кабины не имел окантовки и боковых стекол. Отметили вибрации оперения. Кроме того, в отчете НИИ записали: «Необходимо констатировать весьма низкое качество производства самолета.,.».

Однако, несмотря на все недостатки, общий отзыв о машине оказался одобрительным.

Вывод НИИ гласил: «Несмотря на некоторое понижение летных данных, головной серийный самолет Р6-М17 не хуже, а по некоторым показателям даже лучше самолетов соответствующего класса, состоящих на вооружении на Западе, уступая лишь лучшим опытным образцам». Это действительно было так. Правда, «крейсеров» в мире почти никто не строил, поскольку не планировал или не мог себе позволить иметь флот тяжелых бомбовозов. Поэтому сравнение можно было провести лишь с рядом французских машин, которые фактически были не «крейсерами», а многоцелевыми самолетами. После того как головной Р-6 выдержал испытания, серийным самолетам был открыт путь в строевые части ВВС РККА. Эталоном для серии стал № 2201, на котором смонтировали и отладили оборудование и вооружение.

К концу 1931 г. заводу № 22 удалось выпустить две серии Р-6, пять и десять самолетов соответственно. Но ВВС приняли большую часть из них только весной следующего года после устранения дефектов и доукомплектования. При этом и прошедшие приемку машины не совсем соответствовали техническим условиям ВВС. На них не было фотоаппаратов, радиостанций, кислородных приборов. Пустой вес машин значительно превышал лимиты, военные наивно рассчитывали уложиться в прибавку в 1,5% к весу опытного образца. На 1 февраля 1932 г. в ВВС числились всего четыре Р-6 — два в ЦАГИ и два в НИИ ВВС.

Но темпы выпуска постепенно росли. Завод сдавал по четыре-пять самолетов в месяц, в мае даже обогнав план. Моторы ставили и советские, и оригинальные немецкие. Последние были полегче и помощнее, поэтому самолеты с ними обычно использовали как командирские. Электрика и приборы тоже мог ли быть и отечественными, и импортными. Самолеты выпуска 1932 г. имели увеличенные маслобаки и пневмопуски на моторах. В полете они работали от бортовых баллонов, на аэродроме — от больших наземных. Первые серии Р-6 комплектовались импортными покрышками «Пальмер», а далее — советскими прямобортного типа той же ширины, но меньшего диаметра. Для эксплуатации зимой к каждому самолету придавали комплект деревянных окованных лыж.