Как только истребители И-16 надежно закреплялись на своем месте под крылом, их стойки шасси убирались. На время испытательных полетов в составе «Звена-6» крыльевые пулеметы на этом И-16 были демонтированы. Истребители И-16, используемые в боевых полетах сохраняли свое пулеметное вооружение в крыле.

«Звено-6» СПБ было представлено публике 18 августа 1940 года в ходе воздушного парада в Тушино но случаю Дня авиации. В ходе демонстрации, другие советские истребители имитировали нападение на ТБ-3-4АМ-34РН. В тот момент, два его бортовых И-16 тип 5, отцепились от носителя и вступили в бой с «врагом».

Имелось два опытных И-16 тип 5 переделанных, таким образом, чтобы они могли зацепляться во время полета к узлу крепления на фюзеляже ТБ-3, также как истребитель И-Z в системе «Звено-Авиаматка». Для этих испытаний, И-16 тип 5 получил перед кабиной специальную стрелу с крюком, которая имела две дополнительные подпорки, идущие по обе стороны фонаря кабины. На этой специфической модификации истребителя на время испытаний вооружение из крыла было демонтировано. Второй вариант был оборудован усиленной стрелой с двумя распорками, установленными между двумя главными подпорками этой системы.

Постепенно стало ясно, что «верхние» варианты установки – с истребителями, закрепленными на верхней части крыла носителя, вызывают большое количество проблем и требуют значительных усилий, по закатыванию истребителей на крыло ТБ-3. «Нижний» вариант, с двумя И-16 тип 5, подвешиваемыми под крылом, был признан лучшим решением. Именно он и прошел Государственные испытания 25 мая 1938 года.

«Звено-6» СПБ принимало участие в боевых действиях во время Великой Отечественной войны в составе авиации военно- морского флота. В июле 1941 года, B.C. Вахмистров прибыл в Евпаторию, Крым, чтобы провести обучение группы пилотов для шести «Звеньев-6» СПБ. Бомбардировщики ТБ-3-4АМ-34РНС были доставлены из 63-й бомбардировочной дивизии, которой командовал капитан-лейтенанта Н.С.Павлов, ветеран гражданской войны в Испании. Истребители И-16 прибыли из 2-й эскадрильи 32-го истребительного полка, который входил в 62-ю истребительную авиадивизию. 2-й эскадрильей командовал капитан А.В.Шибков, поэтому «Звено» получило у пилотов Черноморского флота прозвище – «Подвеска Шибкова». Планировалось использовать систему «Звено» для ударов по хорошо защищенным целям в Румынии.

Так как дальность истребителей И-16 была недостаточна, для того чтобы возвратиться от цели назад, на свой аэродром в Евпатории, то под руководством инженера П.Телепнева были разработаны и изготовлены дополнительные топливные баки емкостью 95 л, которые подвешивались под фюзеляжем И-16, это увеличивало время полета примерно на 35 минут.

Первый боевой вылет «Звена-6» СПБ состоялся 1 августа 1941 года, удар наносился по гавани Констанца. Два ТБ-3-4АМ- 34РН пилотировали С.Гаврилов и Н.Огнев, а четырьмя истребителями И-16 управляли капитан А.В.Шибков, сг. лейтенант Б.И.Филимонов, лейтенант Б.М.Литвинчук и лейтенант А.Самарцев. Над Черным морем, приблизительно в 40 км от цели, на высоте 4000 метров два И-16 отцепились от самолета-носителя. Затем истребители снизились и нанесли бомбовый удар по гавани, повредив судно «Durostor» и буксир «Amarilis». В ходе атаки железнодорожной сортировочной станции было повреждено шесть локомотивов, трое рабочих убиты, и четверо ранены. Во время возвращения на базу, два И-16 были атакованы истребителями Messersehmitt Bf 109, одиако обе стороны потерь не понесли.

Второй боевой вылет был произведен днем позже, когда три «Звена-6» СПБ опять попытались нанести удар по судам в гавани Констанцы. Прежде чем И-16 успели отцепиться, группа была замечена истребителями Messerschmitt Bf 109. Во время пикирования и сброса бомб на суда, И-16 столкнулись с плотным зенитным огнем а, вскоре после сброса бомб, они были атакованы Messerschmitt Bf 109. Из шести И-16 посланных на задание, только четыре благополучно совершили посадку в Одессе, а два остальных считаются пропавшими без вести.

Третий боевой вылет, проведенный 3 августа, был направлен против нефтеперегонных заводов и нефтехранилища в Констанце. На пути к цели, два ТБ-3-4АМ-34РН сопровождали две летающие лодки МБР-2. Истребители И-16 были выпущены на высоте 4000 метров, и на расстоянии от цели около 15 км. В ходе атаки, бомбами была поражена гавань Констанцы и база гидросамолетов в Мамаиа (Mamaia). Было повреждено несколько административных зданий, а также два немецких понтона в гавани Констанцы. Все четыре И-16 благополучно приземлились в Одессе.

Истребитель И-16 тип 5 республиканских ВВС Испании (Fuerza Aereas Republicanas), «ставший на нос в результате неудачной посадки на аэродроме Эль-Кармоли (El Cunnoli), 1938 год. Самолет оснащен триммерами на элеронах, подобная модификация не встречалась на советских И-16 тип 5.

Между 10 и 13 августа 1941 года, было предпринято несколько атак моста через Дунай в Черновода, одного из самых длинных мостов в мире – его протяженность составляла 1662 м. Эго был жизненно важный железнодорожный мост, кроме того, по нему проходил нефтепровод, который соединял Плоешти с гаванью Констанца. Предыдущие атаки показали, что бомбардировщики Ил-4 и Пе-2 не могли отбомбиться с требуемой точностью, чтобы вывести мост из строя. 10 августа 1941 года, два «Звена-6» СПБ взлетевшие из Евпатории нанесли удар по мосту. Трубопровод и один пролет моста были повреждены двумя бомбами, попавшими в мост. 13 августа, атака была повторена тремя «Звеньями-6» СПБ. Когда первые И-16 атаковали мост, они столкнулись с плотным зенитным огнем. Эта атака не нанесла существенных повреждений мосту, однако, были разрушены позиции зенитной артиллерии, убито четверо солдат.

Следующий удар, в котором участвовали «Звенья» с четырьмя И-16, был нанесен 17 августа по Констанце. Целью являлись три боевых корабля находящихся в сухом доке. Они были успешно атакованы, однако никаких сообщений о причиненном ущербе не поступало. На отходе И-16 были перехвачены румынскими истребителями IAR-80 из 52-й эскадрильи, которым удалось сбить один И-16.

Еще одна атака «Звена» была проведена 18 сентября 1941 года, целью был мост через Днепр под Запорожьем, который и был разрушен. Этот удар не позволил немцам и дальше использовать мост для снабжения своих наступающих войск.

«Звенья» участвовали также в обороне Крыма. В начале октября 1941 года, три И-15 из 8-го полка и два «Звена» – ТБ-3 с двумя И-16, бомбили позиции артиллерии около Армянска в Северном Крыму. Три немецких батареи были разрушены, советская сторона потерь не понесла.

Последняя атака «Звеньев» состоялась 22 октября, тогда два «Звена», вместе с одиннадцатью И-5 и восемью И-153 должны были бомбить батарею дальнобойной артиллерии около Перекопа в Северном Крыму. Из-за сильного противодействия Luftwaffe, истребители И-16, отцепились от своих самолетов-носителей над Евпаторией, и пошли к цели самостоятельно. 13 районе цели И- 16 были встречены плотным зенитным огнем. Так как расположение батареи дальнобойной артиллерии гак и не удалось обнаружить, то И-16 отбомбились по скоплению немецких танков. Руководил этой атакой капитан А.Шибков, который в ходе этого вылета пропал без вести.