10 декабря 12 ССС прошли вдоль путей находившейся в 35 км от Мадрида станции Ильескас и сбросили бомбы на стоявшие там эшелоны. Однако в основном экипажам приходилось работать непосредственно над передовой. Цели летчикам указывали очень приблизительно -в лучшем варианте деревню на карте, а иногда просто квадрат 40 на 40 км, поэтому в 40% случаев вообще цель не находили. Самолеты подлетали к заданному району и на высоте 200-300 м начинали кружить, разыскивая противника. С земли по ним при этом вели ружейно-пулеметный, а иногда и артиллерийский огонь. Так, 19 декабря 18 ССС действовали в районе Боадилья-Вильявимоса и попали под обстрел зениток. На двух машинах осколки продырявили радиаторы. При вынужденной посадке один самолет сгорел, второй изрядно поломался. Все чаще стали встречаться и вражеские истребители, обычно атаковавшие штурмовики снизу-сзади. Наш летчик, как правило, убирал газ и «проваливался» вниз, истребитель проскакивал над ним, подставляясь под очереди стрелка.
К исходу 19 декабря самолетов без пробоин у Гусева не осталось. «В итоге всех предыдущих боев установлена непригодность самолетов «Р-5» и «ССС» для штурмовых действий в современной войне», - сообщали из Испании 21 декабря. Летчики высказывались куда более откровенно. «Я прямо скажу, что ССС - это летающий гроб», - произнес штурман Маче-идзе уже после возвращения в Москву, на встрече с командованием ВВС. Механики к штурмовику относились более благосклонно. Так, техник Поляков в своем отчете написал: «Винтомоторная группа и сам самолет - неплохая машина». Однако опыт эксплуатации ССС в боевых условиях выявил ряд существенных дефектов. Текли радиаторы. Часто происходили отказы турельных пулеметов. При хранении под открытым небом быстро корродировали алюминиевые трубки водяной системы. По этой причине поначалу выходило из строя до пяти самолетов в день. Трубки меняли на отожженные медные. Спускали воздух амортизаторы шасси. Обтекатели колес почти сразу сняли - после дождей глина местных аэродромов налипала на покрышки и забивала все внутри.
Чтобы спасти оставшиеся самолеты, их решили перевести на «ночной образ жизни». Но полеты в темное время были не свойственны штурмовикам, и у большинства пилотов необходимой практики оказалось недостаточно. Пришлось провести тренировки, при этом одну машину на посадке разбили.
В ночь с 24 на 25 декабря ССС впервые во тьме бомбили войска у Карабанчели и Кампаменто. На следующую ночь самолеты вновь вылетели на фронт под Мадридом. Постепенно выработалась определенная тактика ночных операций. Летали парами или звеньями. Самолеты набирали над Мадридом высоту около 3000 м, а затем планировали к передовой с приглушенными моторами. Для указания направления на цель служила электрифицированная стрела, установленная в определенной точке маршрута. Свои окопы обозначались фонарями. Один самолет в группе шел ниже других и должен был подавлять зенитные прожекторы. После сброса бомб пилот давал полный газ и делал разворот. Вражеские зенитчики обычно запаздывали. За ночь делали один-два вылета. За месяц каждый ССС налетывал примерно 30 часов. Наши советники писали о «большом моральном эффекте» ночных бомбардировок. ССС под Мадридом пытались использовать и как ночной истребитель. Ему вполне было по силам догнать неуклюжий трехмоторный «Юнкере», на котором немцы по ночам бомбили город, а по огневой мощи штурмовик превосходил И-15 и ранние модификации И-16. Один из экипажей несколько ночей пытался перехватить вражеские бомбардировщики, но безуспешно.
ССС из состава 81-й авиабригады
К 7 января 1937 г. ССС в Испании налетали в общей сложности 620 часов. Семь советских летчиков погибли. К тому времени группа 15 уже являлась интернациональной. В ней служили 12 испанцев (5 пилотов и 7 летнабов), 3 чеха, 2 американца, а потом добавился еще и грек.
В феврале ночные бомбардировщики действовали против войск франкистов на западном берегу реки Харама. На полдороге от аэродрома ставили автомашину со светомаяком, а в 5 км от цели находилась световая стрела. Бомбили по расчету времени. В марте ССС перебросили под Теруэль, где они ненадолго вновь превратились в штурмовики. 5 марта самолеты днем бомбили деревушку в 10 км от фронта, в которой скопились войска противника. Прикрытие обеспечивали 18 И-16. Полтора десятка Не 51 попытались прорваться к штурмовикам, но «ишачки» их оттеснили. На первом заходе ССС с высоты 150-200 м сбросили мелкие осколочные бомбы, на втором в ход пошли пулеметы.
Вскоре группу перебросили на аэродром Алкалья-де-Энарес недалеко от Мадрида, а через несколько дней - в бывший аэропорт испанской столицы. Авиация должна была остановить итальянцев, прорвавших фронт и двигавшихся на Мадрид. На 11 марта республиканцы смогли сосредоточить 45 истребителей, 11 бомбардировщиков и 15 штурмовиков. В тот день ССС впервые нанесли удар под Бриуэгой. Летели под тучами, в дождь, бомбили со 150-200 м. Атаки на войска итальянского экспедиционного корпуса длились около недели, но не помогли. Противник продолжал наступать, но дожди сделали грунтовые дороги непроезжими - и основная масса неприятельских сил двигалась к Мадриду по Французскому шоссе, пролегавшему в узких горных долинах. Колонна растянулась на 10 км: бронемашины, танкетки и автомобили шли в два ряда, по обеим сторонам доро-ги, пехота - в кузовах грузовиков, орудия - на прицепе у тягачей.