За основу Вахмистров взял удачное «Звено-6». Исходно проект назывался ТБА-ИПБ. Для начала истребители, входившие в комплект «Звена-6», просто оснастили бомбодержателями под крылом и простейшими механическими сбрасывателями. Вообще на обычных И-16 бомбовое вооружение отсутствовало. Поднять сколь-нибудь серьезный груз этот истребитель был просто не способен. Да и пикировщик из него получился не очень хороший: отсутствие аэродинамических тормозов приводило к тому, что самолет слишком быстро разгонялся, затрудняя прицеливание и приводя к слишком большим нагрузкам на выходе из пикирования. Тем не менее, эксперимент в июле 1937 г. прошел успешно.
И-16, подвешенный под крылом ТБ-3, в полете
И-16 отцепился от носителя
Истребитель в свободном полете
Следующим шагом стало «Звено- СПБ» или просто СПБ - «составной пикирующий бомбардировщик». На этот раз носителем являлся ТБ-3 последней модификации с моторами М-34РН. На нем от сдвоенных тележек вернулись к двухметровым колесам, полностью переделали носовую часть фюзеляжа, экранировали все турели, существенно модернизировали оборудование. Истребители взяли тоже другие - с более мощными моторами М-25, но не последних серий. На снимках ясно видны полностью сдвигающиеся фонари кабин и длинные трубы прицелов ОП-1, характерные для ранних типов И-16. Каждый из них нес под крылом две бомбы ФАБ-250 по 250 кг. Подвеска выполнялась по типу «Звена-6». Взлет выполнялся на шести моторах. До момента отделения бензобаки истребителей пополнялись с носителя. Общий взлетный вес комплекта с бомбами и полной заправкой - 22900 кг, далее Вахмистров рассчитывал довести его до 28000 кг. Радиус действия «Звена-СПБ» оценивался в 600 км.
«Звено-СПБ» успешно прошло государственные испытания в 1938 г. Командиром ТБ-3 был П.М. Стефановский, И-16 пилотировали А.С. Николаев и Я. Таборовский. Несколько полетов на истребителе выполнил А.Г. Кубышкин. При всех работающих двигателях максимальная скорость приближалась к 300 км/ч, потолок поднялся до 7800 м, высоту 3000 м комплект набирал за 12 мин. В отчете НИИ ВВС записали: «Испытания доказали тактическую целесообразность применения самолетов ТБ-ЗРН в качестве авиаматок, а самолетов И-16 в качестве пикирующих бомбардировщиков». Систему приняли на вооружение морской авиации.
В сентябре 1938 г. состоялась демонстрация «Звена-СПБ», на которой присутствовали наркомы обороны, военно- морского флота, оборонной промышленности и начальник ВВС. Истребители отцепились от носителя и сбросили бомбы в нарисованный на летном поле контур корабля.
Годом позже провели контрольные испытания с целью проверки устранения дефектов, выявленных ранее на госиспытаниях. Согласно решению Военного совета ВВС в 1939 г. завод №207 получил заказ на десять комплектов для переоборудования самолетов. Пять из них успели сдать в декабре, а остальные - в начале 1940 г. с доработками по результатам контрольных испытаний.
Если бы машины подготовили раньше, возможно, они приняли бы участие в войне с Финляндией зимой 1939-1940 гг. Вахмистров обратился в наркомат обороны с предложением сформировать отряд из пяти СПБ, использовав комплекты, изготовленные заводом №207. Конструктор просил выделить пять бомбардировщиков ТБ-3 с моторами М-34РН и десять И-16 последних серий с М-63. Первый комплект собирались монтировать в Москве и еще четыре - в Ленинграде. Вахмистров просил временно откомандировать в отряд Стефановского, Николаева и Кубышкина из НИИ ВВС и Фиксона из КБ-29. Но тогда хода предложению не дали.
Сколько всего использовали комплектов из десяти изготовленных, установить не удалось, но не менее шести. На бомбардировщиках ТБ-ЗРН появились фермы подвески и щитки трехцветной световой сигнализации на нижней поверхности крыла. Машины немного облегчили, в частности, сняли верхние турели Тур-8.
Все СПБ поступили на вооружение морской авиации.
На Черноморском флоте для действий в составе «звеньев» готовили экипажи 18-го транспортного отряда и 32-го истребительного полка. Именно они продемонстрировали «Звено-СПБ» на воздушном празднике в Тушино в августе 1940 г. Два И-16 отделились от носителя и вступили в «бой» с истребителями «противника».
Ферма для подцепки И-16 под крыло ТБ-3 в опущенном положении
Подфюзеляжная ферма «Звена-7-1» для подцепки И-16 в полете
И-16, подвешенный под крылом ТБ-3 на ферме, позволявшей отцепку и подцепку в полете
Вахмистров подготовил еще несколько вариантов СПБ. Поскольку основной сферой применения считалась морская авиация, еще в КБ-29 он работал над модификациями, обеспечивающими более эффективное поражение крупных боевых кораблей. По одному из проектов И-16 нес бронебойную бомбу БРАБ-500. Такой тяжелый боеприпас можно было разместить только под фюзеляжем. Чтобы не попасть им при сбросе с пикирования в диск ометания винта, самолет оснастили трапецией, выбрасывающей бомбу вниз. Под крыльями истребитель нес два подвесных топливных бака. Последние варианты этого проекта предусматривали использование И-16 типа 24. Комплект для переоборудования истребителя изготовили, но до начала войны испытать не успели.