Вооружение включало пулемет «Виккерс», стреляющий вперед и расположенный снаружи левого борта фюзеляжа, а также спарки «Льюисов» на турели Тур-4 у наблюдателя, находившегося в задней кабине. Предусмотрели и балочные держатели для мелких бомб. Поскольку это был разведчик, то на нем запланировали размещение фотоаппарата «Потте 1бис».

Согласно заданию самолет должен был летать со скоростью 215 км/ч, подниматься на высоту 5500 метров при полезной нагрузке (экипаж, топливо и боеприпасы) 820 кг.

Обшивка планера была из гофрированных дюралюминиевых листов (гладкий лист промышленность тогда не выпускала) и потому воспринимавшая на крыле лишь крутящий момент, а на фюзеляже – работавшая на изгиб.

Первый цельнометаллический самолет АНТ-2.

Опытный самолет построили на заводе АГОС ЦАГИ в июле 1925 года с опозданием на четыре месяца против установленного срока. Первый полет Р-3, пилотируемого летчиком В.Н. Филипповым, состоялся 6 августа. В ходе заводских испытаний выполнили перелет по маршруту Москва – Харьков и обратно. В октябре того же года разведчик передали на Научно-опытный аэродром на Ходынке. Так в те годы назывался Научно-испытательный институт ВВС РККА. Но государственные испытания начались лишь в конце января 1926 года, после доработок машины по требованию заказчика. Ведущими на этом этапе были летчик М.М. Громов и летчик-наблюдатель Б.С. Вахмистров.

В те годы результаты испытаний из-за отсутствия контрольно-записывающей аппаратуры определялись в значительной степени интуитивно и по показаниям немногочисленных механических приборов в кабине пилота.

Испытания Р-3 завершились удовлетворительно, но скорость оказалась ниже заданной. Главной причиной этого был деревянный двухлопастный винт ЦАГИ, КПД которого оставлял желать лучшего. В отчете по испытаниям машины отмечалась и недостаточная маневренность машины. Тем не менее взяли верх эксплуатационные преимущества цельнометаллического разведчика по сравнению со состоявшим на вооружении деревянным Р-1.

На завершающем этапе испытаний, 17 апреля 1926 года, экипаж Громова выполнил перелет по маршруту Москва – Тула – Калуга – Москва протяженностью 430 км со средней скоростью 146 км/ч.

Учитывая замечания заказчика, отмеченные в отчете по результатам государственных испытаний, в августе 1926 года построили второй опытный экземпляр разведчика Р-3бис (АНТ-3бис), но с отечественным мотором М-5. Его испытания провел А.И. Томашевский. Несмотря на то что летные данные машины улучшились, военные посчитали их недостаточными. В результате М-5 заменили 450-сильным двигателем жидкостного охлаждения «Лайон» английской компании «Нэпир». Высотно-скоростные характеристики почти не изменились, улучшилась лишь маневренность самолета. Правда, это скорее было связано не с двигателем, а с доработкой системы управления машиной, о чем в документах умалчивается.

На этом самолете, названном «Пролетарий», летчик М.М. Громов с бортмехаником Е.В. Радзевичем в 1926 году со второй попытки совершили перелет из Москвы по столицам ряда стран Европы. Желание совершить такую акцию появилось после успешного турне по Европе француза Л. Аррашара, за три дня преодолевшего расстояние 7400 км и побывавшего в Москве.

Перелет «Пролетария» начался 31 августа с Центрального аэродрома столицы и завершился на следующий день в Москве. За 34 часа и 15 минут летного времени был пройден маршрут протяженностью 7150 км, пролегавший через Берлин, Париж, Вену, Прагу и Варшаву. Это был первый перелет самолета, созданного в послереволюционной России. И хотя в нем было много иностранного, включая мотор и приборы, это был все же наш отечественный самолет, построенный на советском заводе из советских материалов.

АНТ-3 «Пролетарий» – разведчик Р-3, переоборудованный для рекордного перелета по Европе

Позже Громов вспоминал:

«Взлетели 31-го (августа. – Прим. авт.) на рассвете… Все идет нормально. При отличной погоде приземлились в Кенигсберге. Нужно было заправиться бензином. Осматривая самолет, мы обнаружили, что правый радиатор системы «ламблен» не в порядке: из него капает вода. Паять его нельзя – он дюралевый. Решили лететь в Берлин, ибо туда путь короче, чем в Москву. В Берлине – банкет на аэродроме, а на душе неспокойно: радиатор капает… Ничего не оставалось, как рискнуть продолжать полет до Парижа, как было намечено по заданию…

Летели на высоте 500 метров. Но что такое? Мотор вдруг начало слегка трясти. Через несколько минут тряска усилилась. С щемящим чувством тревоги долетели мы до аэродрома Ле-Бурже и благополучно приземлились. Подрулили к ангарам, где нас ожидали товарищи из советского полпредства…

Осмотрев радиатор, мы с Женей пришли в ужас: вода из него уже не капала, а текла тоненькой струйкой… Выяснили – тряска винта произошла из-за отскочившего небольшого кусочка шпаклевки. Минов пошел звонить в фирму, выпускавшую такие радиаторы. Оказалось, что радиаторов нужных нам размеров у них нет… И тут француз-механик шепнул нам:

– Вон машина, она ставится на ремонт. Могу попросить разрешение: снять с нее радиатор и поставить вам. Он чуть больше, но ничего: увеличьте немного обороты мотора, и все будет в порядке…»

Дальше перелет, если не считать погодные условия, протекал нормально.

Год спустя пилот Г.Д. Войшицкий и летчик-наблюдатель (штурман) И.Т. Спирин предприняли попытку еще более грандиозного перелета по маршруту Москва – Рига – Кенигсберг – Прага – Вена – Париж – Берлин – Копенгаген – Стокгольм – Ревель – Ленинград – Москва. Однако на обратном пути самолет попал в туман и при выполнении вынужденной посадки угодил… в болото. Спустя неделю, 21 августа, экипаж предпринял вторую попытку, но в 400 километрах от Москвы попали в сильный дождь и в условиях плохой видимости сорвались в штопор…

На другой машине, также переделанной в пассажирский вариант, летчик С. А. Шестаков с бортмехаником Д.Ф. Фуфаевым в 1927 году совершили большой восточный перелет из Москвы в Токио и обратно. (13 дней туда и 11 обратно, продолжительность – 153 часа летного времени.) Маршрут пролегал через Сарапул, Омск, Новосибирск, Красноярск, Иркутск, Читу, Благовещенск, Наньян (Корея) и Окаяму. Поскольку перед перелетом министр иностранных дел Великобритании Остин Чемберлен заявил о разрыве дипломатических отношений с Советским Союзом, то на борту АНТ-3 (кстати, с двигателем М-5, появилась надпись: «Наш ответ Чемберлену».

Серийное производство Р-3М-5 развернули на авиазаводе № 22, построив в 1925 году одну машину. В следующем году предприятие сдало лишь два самолета, правда, полностью укомплектованные оборудованием и вооружением (курсовой пулемет «Виккерс» и спарка турельных пулеметов «Льюис», бомбодержатели и прицел АП-2) самолеты сдали заказчику в июне следующего года. Как следует из отчета по результатам заводских испытаний, Р-3М5 № 4001 полностью соответствовал техническим условиям Управления ВВС (УВВС). Первоначально с этими выводами соглашались и специалисты Научно-испытательного института ВВС (НИИ ВВС), но впоследствии выявились скрытые недостатки машины, были претензии и к двигателю М-5. С этим мотором успели построить 22 самолета. В итоге на самолет № 4006 установили французский двигатель «Лорэн-Дитрих» и весной 1928 года испытали в НИИ ВВС. Всего же на заводе в Филях выпустили 102 Р-3.