Для проведения заводских испытаний 28 мая 1936 года самолет перевезли на Центральный аэродром, где располагался Отдел эксплуатации, летных испытаний и доводок (ОЭЛИД) ЦАГИ. Ведущим летчиком-испытателем назначили А. П. Чернавского. Сначала выполнялись рулежки и пробежки, а 2 июня 1936 года был выполнен первый полет, который продолжался 25 минут и закончился вполне благополучно. Началась обычная испытательная и доводочная работа. Самолет казался простым в пилотировании, обладал хорошей устойчивостью и управляемостью, только для улучшения поперечного управления понадобилось немного увеличить площадь элеронов. После того как это было сделано, летчик-испытатель А. П. Чернавский 3 июля 1936 года отправился в очередной испытательный полет с заданием замерить максимальную скорость и опробовать самолет на скорости, превышающей максимальную на 15 процентов (в пикировании). Этот полет стал для Т-1 роковым. Через семь минут после взлета самолет разбился в районе подмосковной железнодорожной станции Химки. Экипаж спасся на парашютах и остался жив.

Опрос летчика и наблюдателя показал, что на высоте 2900 метров при скорости 260 км/ч машина стала сильно вибрировать. Летчик убрал газ и попытался взять штурвал на себя, чтобы перевести самолет в набор высоты и тем самым резко уменьшить скорость. Однако сильная вибрация не прекратилась и буквально выбила штурвал из рук. Экипаж покинул самолет. В этот самый момент правое крыло сломалось, завернулось кверху, и машина перешла в беспорядочное падение.

Авария АНТ-41 поначалу казалась загадочной. С одной стороны, налицо был флаттер, но с другой стороны, критическая скорость флаттера для крыла была намного больше, чем скорость полета самолета перед аварией. По существу, летчик так и не приступил к выполнению задания, требовавшего полета с большой скоростью. В конце концов пришли к сомнительному выводу, что флаттер крыла был вызван слишком большими люфтами, которые образовались в узлах крепления элеронов, и авария, таким образом, не являлась следствием каких-то недостатков конструкции самолета.

Несмотря на то что первая опытная машина была потеряна, конструкторы по-прежнему верили в самолет, и работа продолжалась. Провели доработку чертежей и все подготовительные работы для запуска самолета в серию, спроектировали все плазовое и стапельное оборудование.

По проекту самолеты внешне почти не отличались от опытной машины, только фюзеляж был немного удлинен, а в его нижней части сделали обтекатель, для того чтобы обеспечить подвеску торпед в слегка наклонном положении. При установке самолета на поплавки его скорость снижалась на 40 км/ч, а потолок уменьшался до 5 тысяч метров. Поплавковый вариант предполагалось выпустить после проведения государственных испытаний сухопутного торпедоносца.

Хотя конструкторы и сделали все от них зависящее, чтобы обеспечить серийную постройку АНТ-41, выпуск его так и не был налажен: специалистам стала очевидна выраженная подверженность новой машины флаттеру.

Замечательный писатель и летчик-испытатель И. И. Шелест в книге «Лечу за мечтой» оставил интереснейшие сведения о полетах АНТ-41 и околополетной атмосфере того времени:

«На столе у Александра Петровича (Чернавского. — Н. Б.) хранится полетная книжка. Я полистал ее и обнаружил такую запись:

„Самолет АНТ-41. 'Сорок первая'. ЦАГИ. Туполев. Проект вел Мясищев. Двухмоторный торпедоносец.

Первый вылет: 2.VI.1936 г.

Высота 600 метров, время 15 минут. В воздухе самолет держался устойчиво, слушался рулей, но на взлете очень долго разбегался“.

— Что же было дальше? — спросил я у Чернавского.

— Дальше?.. Дальше полет прошел нормально. Сел точно у „Т“… Потом подошли Туполев, Архангельский, Петляков, Мясищев, друзья-летчики, еще много знакомых инженеров — все поздравляли меня, хотя труд был общий… Потом был разбор полета… Туполев распорядился проверить установку лопастей пропеллеров… Потом Туполев объявил: „По случаю успешного вылета 'сорок первой' приглашаются все собравшиеся на банкет в ресторан 'Националь'…“».

Далее И. И. Шелест, со слов А. П. Чернавского, деликатно описывает (глава называется «Пики эмоций»), как тот, предчувствуя сильный флаттер, который разрушит эту машину, принял меры, чтобы спастись в случае аварии, предупредил о возможной аварии и мерах предосторожности инженера-экспериментатора Ф. Ежова, с которым летал на АНТ-41.

А вот как описан момент аварии:

«Сначала летчик воспринял высокий „зуд“ где-то в отдалении, может быть, на конце крыла: „Зи-и-и-и!“

Этот жалобный комариный писк влился в басовитый грохот напряженной до предела машины. Но писк набирал тон все выше и так же внезапно оборвался звонким щелчком.

Чернавский только хотел взглянуть в сторону, как у него вырвало из рук штурвал. Он машинально сделал попытку поймать его, но получил перекладиной сильный удар по кисти. Вот тут-то он и понял, что началось…

Стрелки на приборах сразу заметались, как в испуге, их не стало видно, они размылись… Да и кресло под ним стало метаться. Раздался грохот, будто крылья кто-то осыпал камнями… И все вокруг стало корежиться и трястись!

Потом по записям приборов выяснилось, что все это продолжалось три секунды. А в сознании запечатлелось каким-то стоп-кадром!.. Он, например, запомнил четко, как что-то огромное, темное застлало от него вдруг солнце. Метнул взгляд и увидел крыло. Оно вывернулось вверх и, как показалось, застыло недвижно… Стоп-кадр!.. Потом оторвалось…

Фонарь был заранее сдвинут по совету Попова назад, и Чернавский, пребывая все в том же состоянии кажущейся медлительности, повернулся назад по потоку, встал и увидел Ежова. Тот стоял тоже и ждал, очевидно, когда прыгнет Чернавский…

Несколько дней спустя Чернавского посетил ведущий инженер Михаил Михайлович Егоров…

— А как ты считаешь, Александр Петрович, — интригующе заулыбался Егоров, — сколько времени прошло с начала этого зуда до отрыва крыла?

— Секунд… пятнадцать, думаю? — неуверенно проговорил Чернавский.

— По записи акселерографа, случайно найденного в груде обломков, крыло отломилось через три секунды после возникновения вибрации.

— Невероятно… А мне казалось, что все вокруг двигается так вяло и лениво… Ты на меня, Михаил Михайлович, смотришь как-то…

— Естественно, Саша, смотрю как на воскресшего из мертвых!

— Все же „сорок первую“ жалко…

— Да, конечно. Но ты не представляешь, что за материал мы получили!»

Скоростной фронтовой бомбардировщик АНТ-40 (СБ) стал не только первым отечественным самолетом подобного класса, но и самым массовым серийным самолетом, сконструированным под руководством А. Н. Туполева.

Рассмотрение вопроса о создании специализированного скоростного фронтового бомбардировщика, скорость которого была бы сравнима со скоростями истребителей вероятных противников, началось еще в начале 1930-х годов. К концу 1933 года накопился достаточный опытно-конструкторский и научно-технический задел, способный обеспечить практическую реализацию концепции подобного самолета и ОКБ приступило к проектированию скоростного бомбардировщика, получившего внутреннее обозначение АНТ-40 и официальное — СБ. Ведущим по проекту был назначен А. А. Архангельский, поставленный во главе специализированной конструкторской бригады № 5, созданной в январе 1934 года.