Как быть? А.Н. Туполеву удалось получить для КБ трехэтажное здание вне территории ЦАГИ, в доме № 16 по улице Радио, где и разместили группу производственных участков. На первом этаже расположили все станочное оборудование, на третьем производили заготовительные операции и детальные сборки, а на втором – сборку агрегатов самолета, таких, как крылья. Там же разместилась и конструкторская бригада Петлякова.

Выход нашли, но, к сожалению, это здание совершенно не было приспособлено для изготовления крупных агрегатов самолетов и их вывоза из цеха, в чем мы убедились при постройке следующего самолета – АНТ-4. Чтобы вывезти агрегаты, потребовалось разобрать простенок между двумя окнами и в образовавшийся проем на руках внести центроплан и отъемные консоли. Тем не менее новое помещение позволило КБ построить такой крупный самолет, как АНТ-4.

Конечно, размещение производства КБ в этом доме было сугубо временной мерой, дом не соответствовал элементарным требованиям опытного производства. В новых рабочих площадях нуждалось не только КБ Туполева, но и все отделы ЦАГИ.

Значение и авторитет ЦАГИ в стране за эти годы сильно выросли. Он стал крупным научным центром и связующим звеном, которое объединяло творческие усилия ученых теоретиков и экспериментаторов с деятельностью самолетостроительных конструкторских бюро и заводов. Потребность в продувках моделей в аэродинамической трубе, а также в специальных расчетах значительно возросла, и институт их уже не мог обеспечивать имеющимися у него средствами. Возникла необходимость в его расширении и реконструкции. Руководство ЦАГИ совместно с А.Н. Туполевым обратилось в правительство с ходатайством о выделении необходимых средств для строительства новых объектов на имеющемся земельном участке. Ассигнования были даны, и вскоре началась разработка проекта новых объектов ЦАГИ. Уже в 1925 г. развернулось строительство, в котором участвовали наиболее квалифицированные инженеры ЦАГИ, что в значительной мере содействовало темпам и масштабу строительства.

Одновременно успешно проводилась работа над проектированием и созданием новых самолетов. Вслед за АНТ-3 КБ Туполева получило задание на новый военный тяжелый двухмоторный бомбардировщик АНТ-4 (ТБ-1). Любопытна история выполнения этого заказа. Поскольку самолетов подобного типа еще не существовало, то сначала предполагали заказать его в Англии. Когда же англичане за разработку и постройку запросили 2 млн долларов и назначили срок исполнения 2 года, от их услуг отказались и передали заказ ЦАГИ, в КБ Туполева. Для коллектива КБ эта работа явилась очень серьезной и ответственной проверкой его возможностей.

Новую машину конструировали по монопланной схеме со свободнонесущим крылом и двигателями, установленными на носках крыла. Размеры крыла были непривычно велики, и для обеспечения необходимой прочности и жесткости приняли многолонжеронную схему. Расчет прочности таких крыльев сделал В.М. Петляков совместно со специалистом по прочности В.Н. Беляевым. Проектирование их потребовало совершенно новых конструктивных решений. Продольный набор крыла состоял из пяти трубчатых лонжеронов ферменной конструкции. Крыло делилось на три отдельные части – центроплан и две отъемные консоли, соединенные между собой коническими болтами.

Несмотря на оригинальность, новизну и конструктивную сложность самолета, на проектирование и постройку АНТ-4 ушло всего 9 месяцев, а стоимость его ни в какое сравнение не шла с той цифрой, которую запросили англичане. Осенью 1925 г. А.И. Томашевский совершил на АНТ-4 первый полет. Бомбардировщик показал хорошие летно-тактические и боевые характеристики, он долгое время состоял на вооружении нашей военной авиации.