17 июня машина совершила первый полет. Командиром самолета был М.М. Громов, вторым пилотом – Н.С. Журов. Громов потом сказал: «Изумительная машина». 19 июня «Максима Горького» показали на воздушном параде в Москве, посвященном возвращению челюскинцев. На высоте 150 м в сопровождении двух истребителей гигант прошел над Красной плошадью. С самолета вниз сбросили листовки – 200000 штук, Громов через громкоговоритель поприветствовал собравшихся. А с 22 июня пошли заводские испытания.

В отчетном докладе Главного управления авиационной промышленности (ГУАП) за 1934 г. было записано: «Самолет-гигант по своим размерам превосходит все существующие в мире сухопутные самолеты. Аэродинамические качества поставили самолет в разряд лучших экземпляров мировой авиационной техники».

Самолет «Максим Горький» должен был стать флагманом агитэскадрильи имени Максима Горького, созданной в мае 1933 г. Фактически же он не совершил ни одного дальнего перелета, а продолжал дорабатываться в Отделе эксплуатации, летных испытаний и доводки (ОЭЛИД) ЦАГИ. На нем даже экипаж не менялся, лишь Громов ушел, а Журов переместился в кресло командира.

Прожил этот самолет сравнительно недолго. 18 мая 1935 г. гигант столкнулся в воздухе с истребителем И-5, пытавшимся выполнить петлю вокруг крыла МГ. От удара огромный самолет стал разрушаться еще в воздухе; его обломки упали на поселок Сокол. Все находившиеся на борту «Горького» погибли, пилот истребителя – тоже.

Катастрофа всколыхнула всю страну. Начался сбор средств на постройку десяти, а затем 16 АНТ-20. Им даже имена подобрали; первый самолет должен был называться «Владимир Ленин». По этому поводу 4 августа 1935 г. вышло специальное постановление Совета труда и обороны (СТО).

Но в это время взгляды военных на ценность огромных супербомбардировщиков постепенно начали меняться. Управление ВВС постепенно отходило от идеи использования флотов огромных тихоходных бомбовозов. Уже с 1935 г. центр тяжести всех планов опытного самолетостроения переносится на меньшие по размерам машины, но с резким повышением требований к их летным данным. Это дало стране знаменитый СБ. А время ТБ-4 ушло… Работы по бомбардировшику ТБ-4 на базе МГ прекратили где-то в середине 1935 г. 26 августа все материалы по этой машине сдали в архив конструкторского отдела ЦАГИ.

Все 16 новых гигантов решили передать в гражданскую авиацию. По основному назначению они теперь считались пассажирскими. Но в военное время их собирались мобилизовать и использовать как тяжелые ночные бомбардировщики и военно-транспортные самолеты. В соответствии с таким подходом установка стрелкового и бомбового вооружения предусматривалась конструкцией, но само оно не монтировалось. А вот бомбовый прицел ОПБ-1 и самолетное переговорное устройство собирались устанавливать сразу. От первого «Максима Горького» новые машины, названные АНТ-20бис, должны были отличаться наличием шести, а не восьми моторов, но большей мощности, типа М-34РН. Доставлявшую столько хлопот верхнюю мотоустановку намеревались ликвидировать. Плошадь крыла немного уменьшили. В список оборудования входили американский автопилот «Сперри», современные гироприборы, радиополукомпас, пусковые трубы для парашютных осветительных ракет ПАР-13.

4 августа 1935 г. постановлением Совета труда и обороны (СТО) постройка 16 самолетов МГ была поручена еще не достроенному заводу № 124 (ранее «Казмашстрой») в Казани. В том же месяце там получили первые чертежи. Первыми должны были быть собраны два головных самолета, затем 1-я серия (четыре машины), 2-я серия (пять) и 3-я (еще пять). Каждый МГ с моторами оценивался в 510 000 рублей – по тем временам очень большие деньги. СТО специальным постановлением выделил на постройку М Г на 1936 г. 20,5 миллионов рублей.

Но нехватка на молодом предприятии квалифицированных кадров привела к медленной подготовке к производству. К 1 декабря 1935 г. в Казани сделали лишь около половины требуемых рабочих чертежей и примерно треть технологических карт. Ни одного приспособления не изготовили, необходимые станки не прибыли.

Однако Управление ВВС продолжало иметь свои виды на новые самолеты-гиганты. Похоже, что там остались сторонники сверхтяжелых бомбовозов. 31 марта 1936 г. утвердили новое задание на военный вариант АНТ-20бис. Он рассматривался как машина двойного назначения – дальний бомбардировщик и военно-транспортный самолет, применяемый как днем, так и ночью, а также в сложных метеоусловиях. От такого военного МГ требовали максимальную скорость на высоте 275 км/ч при максимальной скорости у земли 250 км/ч. Посадочная скорость задавалась равной 100 км/ч, практический потолок – 6000 м. Предельная дальность определялась в 3000 км, но с 4000 кг бомб она уменьшалась вдвое, до 1500 км.

Мотоустановка состояла из шести двигателей М-34РН. Универсальные моторамы позволяли при необходимости монтировать вместо них М-34Р без нагнетателей. Винты металлические, изменяемого шага, типа ВИШ-4. В отличие от гражданской машины от военного МГ требовали наличия системы аварийного слива топлива из всех баков с расходом не менее 1000 кг/мин.

Экипаж военного МГ должен был состоять из 12 человек: освобожденного от других функций командира, двух пилотов, штурмана-бомбардира, трех бортмехаников, радиста и четырех стрелков.

Оборонительное вооружение самолета складывалось из пяти 20-мм пушек ШВАК (две из них монтировались в спаренной установке в носу фюзеляжа) и четырех 7,62-мм пулеметов ШКАС – у командира, штурмана, на фюзеляже сверху и один перебрасываемый с борта на борт (для стрельбы в окно). Общий боезапас составлял 2400 снарядов и 6000 патронов.

Нормальная бомбовая нагрузка военного М Г равнялась 4000 кг. Большая часть бомб располагалась внутри фюзеляжа в кассетах. На самолете собирались смонтировать четыре шестизамковых кассетных бомбодержателя КД-З, четыре четырехзамковых КД-3 и дополнительно два четырехзамковых КД-2 для пристрелочных и светящихся бомб. Бомбы крупного калибра машина должна была нести снаружи на двух балках ДОГ-2000. Предусматривались следующие варианты загрузки бомбами: 16 бомб по 250 кг, восемь по 500 кг, четыре по 1000 кг, две по 2000 кг. В придачу к этому можно было взять четыре пристрелочных бомбы по 50 кг или от 14 до 25 светящихся по 4 кг. Сброс основных бомб осуществлялся двумя электробомбосбрасывателями ЭСБР-2. Для пристрелочных и светящихся имелся отдельный ЭСБР-З. При отказе электробомбосбрасывателей в ход шли дублирующие механические сбрасыватели АСТ (один для боевых бомб, другой – для пристрелочных и светящихся). Прицеливание при бомбометании собирались вести с помощью прицелов ОПБ-2, С-4, СП-122 и СП-123. Наличие двух последних показывает, что задание предусматривало вместо бомб также и несение морских мин и торпед, сбрасываемых на парашютах. На самолете должна была быть установлена система «Шутка», позволявшая осуществлять залповое бомбометание всей группы самолетов по радиосигналу с головной машины строя.

При выполнении транспортных задач военный МГ мог перевозить до 80 человек с оружием или до 8000 кг груза. При этом предусматривался сброс и людей, и грузов с парашютами. В число вариантов загрузки входили бронированные машины – легкие плавающие танки, танкетки и бронеавтомобили. Самолет мог взять две машины одновременно: танк Т-37 плюс танкетку Т-27, две Т-27, один танк Т-37 и бронеавтомобиль ФАИ, броневики ФАИ и БАИ, БАИ плюс Т-27. Вес груза у всех этих вариантов варьировался от 5250 кгдо6560 кг.

Для посадки ночью предусматривались две фары по 1000 вт, подкрыльные пиротехнические факелы и четыре сбрасываемые на парашютах ракеты ПАР-13. В состав оборудования входили радиостанции РАДГ с радиусом действия 2000 км и РИУ для связи с другими самолетами в строю, переговорное устройство, сирена, пневмопочта между штурманом и радистом. Для артиллеристов предусматривались электромеханический сигнализатор ы, указывающие направление сосредоточения огня. С их помощью командир самолета мог управлять воздушным боем. Имелись радиополукомпас СПК и фотоаппарат Потгэ 1Б, позволяющий вести плановую и перспективную съемку.