В начале 30-х годов авиационные конструкторы пытались создать штурмовик с сильной броневой защитой экипажа и жизненных узлов самого самолета. Однако эти попытки при использовании схемы биплана не
приносили успеха. Скорость штурмовиков едва достигала 200 км/час, маневренность была явно недостаточной, длина разбега очень большой. В 1932 году бригада конструкторов ЦКБ, возглавляемая А.Кочеригиным
и М.И.Гуревичем, начала разрабатывать проект тяжелого штурмовика монопланной схемы под двигатель М-34 мощностью в 750/830 л. с.
В конце 1933 года опытный самолет - моноплан с низко расположенным крылом площадью 45,04 квадратных метра и подкосами, находящимися над центропланом, был построен и получил название ТШ-З
(тяжелый штурмовик-третий).
Самолет вооружался десятью (две батареи по пять пулеметов) крыльевыми 7,62-мм пулеметами ШКАС (устанавливались в носках крыла), одним оборонительным
пулеметом нормального калибра у стрелка на задней огневой установке и 250 кг бомб (в трех отсеках по б осколочных бомб на каждой стороне крыла, между лонжеронами). Крупные
авиабомбы, выливные и химические авиаприборы подвешивались к балочным держателям, введенных в конструкцию крыла. Максимальная нагрузка составляла 400 кг.
Бронезащита ТШ-3 была такой же, как и у его предшественников - бронекоробка из плоских кусков гомогенной
брони, соединенных 6-мм болтами на дюралюминиевых угольниках. Передний броневой лист - 8 мм, низ, борта и задняя стенка - 6 мм, верх, кроме мотора,
который сверху не бронировался, - 5 мм. Внизу выдвижной сотовый радиатор, закрытый 6-мм броней. Во время атаки радиатор полностью задвигался в фюзеляж,
а охлаждение мотора осуществлялось через "бронесовок" (внизу за винтом) и щель за радиатором с пластинками жалюзи. Общая масса брони составляла 576 кг.
Задняя часть фюзеляжа - ферменная, сварная из стальных труб, обшита полотном. Крыло и оперение - дюраль с полотном.
К весне 1934 г. ТШ-3 успешно прошел заводские испытания (летал В. К. Коккинаки), на которых показал максимальную скорость у земли 247 км/ч при
полетном весе 3557 кг. Время набора высоты 3000 м составило 11 мин. Техническая дальность полета - 470 км.
В целом летные данные нового штурмовика были выше требований 1932 г., но для весны 34-го оказались уже недостаточными. В силу этого, а также ввиду
недоведенности системы охлаждения мотора, машина серийно не строилась.
Неудачи всех попыток создать специальный бронированный штурмовик в этот период обуславливались, как не трудно видеть, главным образом отсутствием
мощных моторов, а также брони и других конструкционных материалов с высокими удельными весовыми и прочностными характеристиками.
В результате все без исключения опытные штурмовики имели низкую тяговооруженность. Кроме того, практически так и не удалось решить проблему надежного
охлаждения моторов, помещенных в броню.
Следующим крупным недостатком штурмовиков была очень низкая боевая эффективность вследствие плохого обзора вперед-вниз. Дело в том, что в этот период
времени основным и практически единственным тактическим приемом для самолетов-штурмовиков была атака наземных целей с бреющего полета на предельно малой высоте, тогда как угол обзора вперед-вниз
был крайне малым.
Например, у ТШ-2 он не превышал 1 град. , и пилот при полете на высоте 15 м мог видеть только те цели, которые находились на удалении от самолета не менее
1000 м. При этом ни о какой прицельной стрельбе из пулеметов говорить, конечно, не приходилось.