Из жизненных отделов ЦАГИ надо отметить самолетостроительный отдел, который выпустил несколько металлических самолетов. Но, по существу, эта работа по опытному самолетостроению не должна быть работой научного института…»

По последнему пункту у А.Н. Туполева имелось свое мнение: всё экспериментальное самолетостроение должно быть сосредоточено в едином, оборудованном по последнему слову техники, научном центре. К этому времени в ЦАГИ начала функционировать большая аэродинамическая труба закрытого типа Т-1-2, построенная под руководством А. М. Черемухина. Она имела два рабочих сечения (3 м и 6 м), на момент постройки считалась самой большой в мире и, ввиду «значительных трудностей с металлами, их сортаментом и с листовыми материалами», была выполнена из дерева и фанеры.

Самолет Р-3, запущенный в серию летом 1927 года, представлял собой двухместный одностоечный полутораплан с фюзеляжем трехгранного поперечного сечения. Каркас собирался из кольчугалюминиевых профилей, наружная обшивка — из листового гофрированного кольчугалюминия. Вооружение состояло из одного синхронного пулемета для стрельбы через винт и турельной спарки в задней кабине, где размещался стрелок-наблюдатель. На наружной подвеске крепилось до восьми мелких бомб. На машине испробовали различные типы двигателей: на смену американскому «Либерти» пришел отечественный М-5, устанавливали английский «Нэпир-Лайон» и немецкий BMV VI. В конце концов закупили у французов сотню моторов «Лоррен-Дитрих» мощностью 450 л.с. Новый разведчик, развивавший максимальную скорость 200 км/ч, вполне соответствовал требованиям военлетов. К весне 1929 года частям ВВС было передано 22 самолета Р-3 (из-за «очень задней центровки» на них не монтировали радиооборудование и оборонительное вооружение) и 79 самолетов Р-ЗЛД.

Истребитель И-4 — одноместный цельнометаллический подкосный полутораплан с двигателем воздушного охлаждения и французского происхождения «Гном-Рон-Юпитер-IV» мощностью 420 л.с.