В носу самолета монтировалась электрифицированная турель-башня с пушкой ШВАК; подобная установка находилась и сверху фюзеляжа за крылом. Третья электрифицированная пушечная установка располагалась в выдвижной нижней башне. Все три пушки имели боезапас по 1000 снарядов. Один пулемет ШКАС стоял в кормовой экранированной установке с запасом в 2000 патронов. Насчет еще двух ситуация не совсем ясна: то ли предусматривалась спарка, перебрасываемая с борта на борт, либо две отдельных бортовых амбразурных установки, каждая с одним пулеметом ШКАС. Для них тоже требовалось обеспечить боезапас в 2000 патронов (на два ствола).

В оборудование ТК-4 по проекту входили автопилот АВП-3, мощная радиостанция РЭС и фотоаппарат АФА-15. Связь между членами экипажа обеспечивалась элекгропневмопочтой и переговорным устройством СПУ-9. Поскольку последнее являлось новинкой и работало весьма ненадежно, для подстраховки предусмотрели обычный шланг с «ртом» и «ухом» между пилотами и штурманом. Требовавшуюся по заданию шифровальную машинку в проект заложили, несмотря на ее фактическое отсутствие. Экипаж ТК-4 соответствовал требуемому для ТК-1 — 11 человек.

Нормальный полетный вес «тяжелого крейсера» по расчетам составлял 17 960 кг, максимальный — 22 290 кг. Опытный образец самолета рассчитывали вывести на испытания к 1 декабря 1935 г., но в срок не уложились.

Работа над проектом осложнялась отсутствием значительной части оборудования и вооружения, вписанного в задание. Работы шли до конца 1936 г., когда их прекратили в связи с сокращением расходов и уменьшением количества тем для конструкторов.

Возможно, влияние на это оказало появление ильюшинского дальнего бомбардировщика ДБ-3, поначалу из-за своей скорости в «крейсерах» не нуждавшегося. Но время шло, и решили что и ему нужен свой «крейсер». Сделали его на базе самого ДБ-3. Машина называлась ЦКБ-54 или ДБ- ЗСС и классифицировалась как «самолет сопровождения бомбардировщиков». От базового варианта она отличалась усиленным вооружением, включавшим две пушки. ЦКБ- 54 построили в двух экземплярах, разнившихся моторами и размещением пулеметов. Как и в случае с Р-6, перегруженный оружием и боеприпасами «крейсер» оказался тихоходнее бомбардировщиков, которые должен был эскортировать. Это был последний самолет данного класса в СССР.

Во время Второй мировой войны идея «крейсера» возродилась. Опять потребовался самолет для прикрытия тяжелых бомбардировщиков, летящих в глубокий тыл противника. Но все построенные самолеты сопровождения не смогли избавиться от основного недостатка своих предшественников. Конструкторам никак не удавалось обеспечить «крейсерам» летные данные выше, чем у бомбардировщиков. Наоборот, они оказались тихоходнее и имели худшие скороподъемность и потолок. Это касалось и японского двухмоторного С6М1 (на базе бомбардировщика G4M1) и американских четырехмоторных ХВ-41 (сделанного из В-24 «Либерейтор») и YB-40 (из В-17 «Флайинг фортресс»). Японская машина строилась малой серией и немного применялась в Китае. Немного изготовили и YB-40; они совершили пару вылетов на Германию, прежде чем их сменили истребители с подвесными баками.

Оснастить тяжелый бомбардировщик артиллерийским орудием крупного калибра для обстрела целей на земле впервые попробовали в декабре 1930 г. На двухмоторном ТБ-1 поставили 76-мм не автоматическую динамореактивную пушку. Однако, похоже, что таким образом старались просто изучить влияние стрельбы из такого орудия на прочность машины и ее управляемость. Пушка весом 88 кг стояла вертикально в бомбоотсеке на специальной ферме — «пауке», так что ее ствол выступал на 700 мм вниз, а выходное сопло на 400 мм торчало вверх над обшивкой. Крепление допускало ограниченное перемещение ствола вперед-назад по полету, вбок же он не двигался. Какие-либо прицельные приспособления отсутствовали.

Огонь вел пилот, дергавший за шнур, как у обычного полевого орудия. Возле пушки располагался заряжающий, при стрельбе стоявший на маленькой квадратной площадке. Снаряды хранились в ящиках у мест стрелков.

Испытания велись на Кунцевском полигоне в марте 1931 г. В связи с невозможностью как-либо прицелиться, стреляли шрапнелью, чтобы увеличить вероятность поражения мишеней. Всего за три дня сделали 18 выстрелов. На пилотирование самолета стрельба не повлияла, но при осмотре выявились деформации обшивки и подкрепляющих ее профилей. Вылетели некоторые заклепки. Ни летчик, ни заряжающий не видели, куда стреляют и попали ли хоть во что-нибудь. Отсутствие связи между ними вызвало немало нестыковок. Заряжающему приходилось лазать по тесному проходу на четвереньках, таская к орудию снаряды, а обратно — стреляные гильзы. Но этот первый эксперимент показал, что бомбардировщик можно вооружить пушкой.

В 1931 г. специально для ТБ-1 спроектировали 76-мм нарезную динамореактивную пушку ДРП-76. Два таких орудия собирались установить по бортам снаружи у средней турели. Саму пушку изготовили, но на самолете не испытывали. Для ТБ-1 предназначалась и загадочная ротативная батарея из четырех стволов калибра 76 мм, значившаяся в плане Осконбюро ВВС на 1932 г. Скорее всего, это был блок из четырех динамореактивных пушек, который монтировался в бомбоотсеке так, что один ствол выступал наружу. После выстрела батарею проворачивали, устанавливая в это положение заряженный ствол.

В апреле 1932 г. Надашкевичу и Курчевскому дали задание разработать схему размещения динамореактивных пушек на консолях крыла и в хвостовой части ТБ-3. Из сохранившихся документов не ясно, имелась в виду неподвижная или подвижная установка. А вот в отчете НИИ ВВС за первое полугодие 1934 г. довольно подробно описана «полуподвижная» (с ограниченными углами перемещения) установка с батареей из шести автоматических динамореактивных пушек АПК-4. Интересно, что в проекте предусматривалось автоматическое управление поворотом всех стволов от центральной системы управления огнем, как на корабле. Альтернативно предлагался комплект из девяти 20-мм обычных автоматических пушек с той же системой управления огнем «Гром». Но в том же году работу приостановили из-за проблем с финансированием.

Позже упор сделали не на динамореактивные, а на классические нарезные пушки. При том же калибре они имели в полтора раза более тяжелый снаряд, выигрывали в начальной скорости, а стало быть, в дальности и точности стрельбы. Минусом являлась отдача, сотрясавшая конструкцию самолета. Поэтому носителем их выбрали большой и тяжелый ТБ-3. Под руководством П.И. Гроховского бомбардировщик Туполева оснастили пушками весьма приличного калибра.

В декабре 1934 г. под фюзеляж ТБ-3 установили короткоствольную полковую пушку образца 1927 г. По сравнению с динамореактивным орудием при том же калибре снаряд был в полтора раза тяжелее, начальная скорость и дальность стрельбы — выше. Из пушки стреляли и на земле, и в воздухе. Ставилась задача просто доказать, что это возможно, что самолет при выстреле не развалится, а экипаж не оглохнет и не упадет в обморок. Чтобы перестраховаться, при первом выстреле на земле на места экипажа посадили собак, а шнур от пушки сделали очень длинным. В кабине штурмана выбило стекла, но собаки не пострадали. В воздухе первый раз стреляли над Ногинским полигоном. Пилотами были Холобаев и Афанасьев, артиллеристом — Шамиров. Гроховский, часто сам участвовавший в испытаниях своих конструкций, тоже находился в самолете. В целом после серии стрельб ТБ-3 лишился нескольких заклепок, а в одном месте на передней кромке крыла лопнул гофр.