Тянущие винты крыльевых двигателей имели диаметр 3,18 м, тянущий винт тандемной установки - 3,3 м и толкающий - 3 м.
Для автономного питания бортовых систем самолета на нем впервые применили электростанцию с приводом от двигателя мощностью 16 л.с.
В систему оборонительного вооружения ввели пушки. Предлагавшаяся схема оборонительного огня была достаточно эффективна и практически не оставляла "мертвых" зон, в этом АНТ-16 был как бы предтечей будущих "летающих крепостей". Пушки размещались в носовой и задней за крылом фюзеляжных установках самолета. Пулеметы - в кормовой части фюзеляжа за хвостовым оперением, а также в специальных крыльевых башнях в передней и задней частях крыла (две установки для стрельбы вперед, две -для стрельбы назад).
АНТ-16 имел необходимое приборное оборудование, прицел ОПБ-2для ночного бомбометания, радиоприемник, внутреннюю телефонную связь и другое.
Столь сложный и большой самолет с развитой системой оборонительного вооружения потребовал увеличения экипажа до 12 человек: два пилота, штурман, радист-пеленгатор, бортмеханик и семь стрелков.
Согласно эскизному проекту опытный ТБ-4 с шестью двигателями М-34 должен был иметь нормальную полетную массу - 31000 кг (перегрузочная -37000 кг), массу пустого - 10700 кг, максимальную скорость у земли - 208 км/ч, крейсерскую скорость - 160 км/ ч, потолок - 3400 м, дальность - 1600 км. Нормальная бомбовая нагрузка -4000 кг, максимальная -10000 кг. Оборонительное вооружение: две пушки "Эрликон" калибра 20 мм, десять пулеметов ДА.
С февраля до июля 1933-го на Центральном аэродроме производились сборка машины и доводочные работы. Опытная машина не была полностью укомплектована оборудованием и вооружением. В частности, отсутствовали башенные пулеметные крыльевые установки. Недостающую массу восполнили мешки с песком.
3 июля 1933-го экипаж летчика М.Громова совершил на машине первый полет, на основании которого пилот дал следующую краткую оценку самолету: "…Взлет - прост, тенденций к развороту нет. Разбег - короток. При наборе высоты самолет устойчив и набирает высоту хорошо. При полете -устойчив и прост в управлении. При планировании устойчив и перестановки стабилизатора почти не требуется. Посадка - очень простая, заворотов при пробеге не чувствуется…".
Отмечались чрезмерные усилия на штурвале и педалях. В результате испытаний столкнулись с перкомпенсацией руля направления. Усилиях на педалях сначала уменьшались до нуля, а затем возрастали, но с обратным знаком. Были выработаны рекомендации для борьбы с этим.
В сентябре 1933-го машина поступила на госиспытания. В состав экипажа входили П.Стефановский, М.Нюхтиков, Л.Шевердинский и А.Рязанов. Общее впечатление испытателей о новой машине было положительное.
Однако ТБ-4 было трудно управлять при быстром изменении режима полета, не хватало эффективности руля высоты на посадке. Кроме того, полеты выявили, что при одновременном отключении двух двигателей на одной из плоскостей у самолета возникают недопустимые колебания хвостовой части фюзеляжа. С полетной массой 33 т самолет показал максимальную скорость всего 200 км/ч. Сказывалась недостаточная мощность силовой установки из-за чрезмерных оборотов винтов и значительной части тяги, затрачивавшейся на обдув толстого крыла.
Об испытаниях ТБ-4 остались воспоминания Стефановского. по ним можно судить о восприятии летчиками этой машины: "… ТБ-4 заставил забыть и о характере, и о привычках. Он просто потрясал! Человек среднего роста свободно расхаживал не только в фюзеляже, но не пригибался и в центральной части крыла. Оборудование чудовищной машины напоминало небольшой промышленный комбинат. Имелась даже самая настоящая малогабаритная электростанция для автономного энергопитания всех самолетных агрегатов… Различное оборудование, вооружение, системы и аппараты управления заполнили всю внутренность самолета диковинных размеров. М.М.Громов, передавая мне машину, охарактеризовал ее более чем кратко: «Хорошо летает. Сам увидишь».
Программа испытаний состояла из двух основных задач: выявить максимальные летные данные самолета, без пушечно-пулеметного оснащения, а потом с полностью поставленным вооружением.
…Тридцать пять тонн металла и горючего дали себя знать сразу. Машина разбегалась грузно. На взлете не хватило рупя высоты. Конструкторы возможность такого случая предусмотрели. Киваю второму пилоту Мише Нюхтикову, он нажимает кнопку электрического устройства стабилизатора. Самолет послушно отрывается от полосы.
На этом корабле со стабилизатором вручную вообще не совладаешь. По площади он равен крылу одномоторного самолета. Вследствие недостаточной аэродинамической компенсации трудно управлять такой махиной, особенно при быстром изменении режима полета…
К помощи электроуправления стабилизатором прибегали и на посадке, чтобы дожать самолет на три точки. Так оно и полагалось - руля высоты не хватало и здесь.
… На этот раз предстояло проверить поведение самолета при посменном выключении сначала одного, затем двух из шести моторов. Отключение одного на пилотирование машины почти не сказывалось. Когда же выключили сразу два, и притом на одной стороне крыла, на хвостовом оперении появились сильные колебания.
