20世纪20年代后半期，羽翼未丰的苏联空军急需技术先进的水面作战装备。
苏联航空工业界梦想研制一款巨型水上飞机，但现实是残酷的，他们既缺乏经验，也缺乏测试设施。安德烈·尼古拉耶维奇·图波列夫（1888年11月10日～1972年12月23日）的过人之处在于，他善于找到简单快捷的解决方案。既然可以改造一架经过验证的现役飞机，使其能够从水面起飞，又何必从零开始研制一架复杂的水上飞机呢？于是，“让海军插上翅膀”的想法应运而生，确定将苏联第一架全金属轰炸机ANT-4（TB-1）改装成水上飞机。
通往水上之路可谓荆棘丛生。早在1926年，就有人开始计划在配备BMW VI发动机的ANT-4飞机上安装浮筒，但直到1929年才开始改装。由于订单堆积如山，中央空气流体力学研究院（TsAGI）放弃了自主研发浮筒的想法，转而提议仿制德国YuG-1水上飞机的浮筒。与此同时，苏联军方在英国肖特公司和德国设计方案之间摇摆不定。
最终，政治因素解决了这一难题：为了完成横跨欧亚大陆飞往美国的“苏维埃”号飞行任务，浮筒迫在眉睫。苏联飞机制造厂仓促仿制了容克斯水上飞机的浮筒，并将其安装在破纪录的备用机上。这些浮筒由此成为未来苏联海军水上飞机的浮筒原型。
1931年4月，一架TB-1量产型飞机抵达塔甘罗格进行改装。三个月之后，这架飞机的起落架被安装上了两个巨大的浮筒。这种浮筒起落架使飞机空重增加了10%以上，重心向下、向前移动。最重要的是，它让飞机的空气动力学外形受到了严重影响，在飞行过程中相当于打开了一个减速伞。
最终这种水上飞机被命名为TB-1a（后改为TB-1P），并引发了争议。为了能够在水面上起降，付出了巨大的代价：最大飞行速度降至185千米/小时，升限勉强超过3500米，爬升率和机动性更像是飞艇而非飞机。
ANT-4的地面动力系统无法承受浮筒带来的额外弯曲和扭转载荷，尤其是在起飞和着陆过程中，因此需要不断加固其连接点。然而，与海军的YuG-1和多尼尔“瓦尔”水上飞机相比，图波列夫飞机拥有一个关键优势：它可以携带新一代海军武器——威力强大的航空水雷和鱼雷。这一优势弥补了其在飞行方面的所有不足。
从结构上来看，ANT-4这种陆基飞机的设计无法承受浮筒带来的额外弯曲和扭转载荷，特别是在起飞和着陆的过程中，因此，必须不断加强各连接部位的强度。然而，与苏联海军使用的德国YuG-1和道尼尔“瓦尔”水上飞机相比，图波列夫设计的TB-1P有一个显著优势：它能够携带新型海战武器——威力巨大的航空炸弹和鱼雷。这一优势足以弥补其飞行性能方面的不足。
然而，水上起降功能也存在一定的局限性：起降只能在2～3级海况以下才能进行，而且浮筒结构很脆弱。虽然浮筒受损后并不会导致飞机立即报废，但却使水上飞机无法以常规方式返回基地。
最终，TB-1P水上飞机正式列装，而由法国工程师理查德设计的更先进、飞行速度更快的鱼雷轰炸机TOM-1则被放弃。苏联军方选择技术更简单，与TB-1陆基型轰炸机通用的水上飞机方案。这一选择反映了苏联发展模式的一个显著特点：苏联海军航空兵的建设并没有像其他主要海上强国那样“从海上”起步，而是“从工厂”进行，这主要是由苏联工业和生产能力决定的。
TB-1P不仅是一架运输机，更像是一个飞行实验室，未来的苏联水雷鱼雷航空部队的战术和武器装备正是在这里锻造而成。早在1931年5月该机正式服役之前，一个鱼雷轰炸机原型机就在黑海建成。
卡恰训练场测试了一系列威力强大的武器：TAV-15和TAN-12航空鱼雷，MAV-1空投水雷。降落伞投放系统可以降低鱼雷的下落速度，避免入水时损坏鱼雷上的精密设备。但是，它也导致攻击过程更长：下落时间通常长达数十秒，这给了目标足够的规避时间。机组需要学会一次投放多枚鱼雷，并克服风偏影响，以及瞄准航行中的舰艇等复杂技巧。
1933年秋季在波罗的海进行的首次演习中，TB-1P鱼雷轰炸机攻击了“卡尔·马克思”号驱逐舰和“马拉”号战列舰，暴露出这种鱼雷轰炸机的不足之处。“动态投放水雷”——即在舰艇航线上布设水雷——战术失败了，目标舰艇成功躲过了缓慢降落的水雷。演习表明，操作笨重、飞行缓慢的TB-1P并不适合低空投放鱼雷，它成为舰艇高射炮的理想目标。
需要说明的是，问题不仅仅出在飞机上：20世纪30年代初的苏联鱼雷重量大、引信不稳定、缺乏可靠的稳定系统，使攻击效果具有高度不确定性。虽然现实很残酷，但关键性能依然存在：鱼雷轰炸机、轰炸机和烟雾部队联合进行空袭的可能性，开辟了海战的新战术。
TB-1P成为苏联在波罗的海、黑海和远东地区首批水雷鱼雷轰炸机中队的主力机型。它同时也是一个重要的训练机型，曾测试KP-2舰载鱼雷瞄准器，后来被带有矢量机构的专用PT-136机载鱼雷瞄准器所取代。苏联海军鱼雷轰炸机飞行员在它上面摸索和积累操作经验，对他们而言，导航、天气，以及与舰队协同作战，同飞行技术一样重要。
服役期间，TB-1P是一款用途广泛、性能简单的飞机：冬季可以安装雪橇起落架，夏季则换装浮筒，可执行侦察和轰炸任务。苏联航空工程师第一次注意到硬铝材料在盐雾中的腐蚀问题，以及铆接缝的密封问题。这不仅是日常操作的一部分，也让苏联军方从中汲取了宝贵的工作经验。TB-1P并非完美的鱼雷轰炸机，但它是苏联第一款鱼雷轰炸机。它促成了新兵种的组建，以及战术和武器的研发、机组人员的训练。
到了20世纪30年代末，由于飞行速度缓慢、性能落后，TB-1P鱼雷轰炸机逐步退出现役，被伊尔-4等先进机型所取代。正是在这段历史经历中，苏联军方认识到未来的海军航空兵部队需要具备较高飞行速度、低空攻击能力和专用目标瞄准设备的先进机型，这些要求后来在下一代飞机中得到了体现。
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