Об одной из таких работ вспоминал член комиссии, впоследствии главный металлург завода И. Л. Головин: «Страстный интерес Андрея Николаевича ко всему новому в самолетостроении ярко проявлялся в поездке по Франции и Америке… По возвращении из командировки Андрей Николаевич предложил сразу заняться внедрением ряда новых конструкций и технологических процессов, увиденных во время командировки, в том числе разработкой конструкций сварных баков вместо клепаных. Эта большая работа целиком была сделана силами ОКБ А. Н. Туполева и внедрена затем в серийное производство».

Очень скоро технология сварки, разработанная у Туполева, была внедрена в других конструкторских бюро. Сварные баки эксплуатировались во время Великой Отечественной войны на всех боевых самолетах.

Решение новых проблем силами своего коллектива, когда специализированные институты или организации не брались за их решение, считая трудными или невыполнимыми, было характерной особенностью творческого метода Андрея Николаевича. Доказав у себя в ОКБ или на заводе, что проблема решаема, он открывал путь к ее реализации в масштабе страны. Так было с использованием металла в конструкции самолетов после успешного применения в аэросанях и глиссерах, с внедрением электрохимической защиты металла от коррозии, с созданием советского воздушного винта изменяемого шага, с внедрением атомно-водородной сварки, стального литья, магниевых сплавов. Так создавались конструкция и технология изготовления мягких топливных баков (для этого был создан специальный цех), герметизирующие материалы, обтекатели радиолокационных антенн… Так появился целый рад новых материалов и технологических процессов.

Государственный размах, широта мышления, огромный организаторский талант и успехи, достигнутые А. Н. Туполевым в самолетостроении, были высоко оценены наркомом Г. К. Орджоникидзе. Видя в Туполеве руководителя государственного масштаба, способного обеспечить быстрый подъем нашей авиационной промышленности, Орджоникидзе предложил ему занять пост главного инженера Главного управления авиационной промышленности (ГУАП). Как вспоминал Андрей Николаевич, Орджоникидзе неоднократно предлагал ему занять этот пост, однако он отказывался, отвечая: «Я конструктор, и хочу быть конструктором…»

«Когда я в третий раз пришел к нему, — вспоминает Андрей Николаевич, — он говорит: „Ну что ж, если ты не хочешь нам помочь, тогда иди, работай конструктором“. При такой постановке вопроса я сказал: „Товарищ Серго, если Вы считаете, что я так Вам нужен, то я согласен“».

5 января 1936 года А. Н. Туполев был назначен первым заместителем начальника ГУАП и главным инженером Народного комиссариата тяжелой промышленности (НКТП); при этом он был оставлен главным конструктором и руководителем отдела опытного самолетостроения ЦАГИ. На посту первого заместителя ГУАП Андрей Николаевич продолжил дела, начатые еще П. И. Барановым.

«Я стал работать по промышленности, — вспоминает Андрей Николаевич. — Трудно было, очень трудно. Помню, мы с M. M. Кагановичем приехали на один из больших комбинатов, создававшихся еще при Петре Ионовиче. Больше половины строительства было законсервировано. Петр Ионович задумал создать этот комбинат из ряда заводов: авиационного самолетного, моторного, агрегатного и завода каких-то деталей. После гибели Петра Ионовича строительство большинства из них не было начато. Походили мы с Кагановичем по этому заводу, и он меня спрашивает: „Что же делать?“ Я говорю: „Восстановить, что было задумано“. И такое решение было принято. И что здесь характерно: когда подняли чертежи моторного завода, вся документация оказалась полностью на уровне дня — не потребовалось ни одного нового чертежа, чтобы создать этот завод и восстановить все оборудование так, как оно было задумано при Петре Ионовиче Баранове. Настолько велик у него кругозор, настолько правильно и широко он мыслил».

За год и девять месяцев (с начала 1936-го по октябрь 1937 года), которые Андрей Николаевич был в руководстве ГУАП, возобновляется строительство авиационных промышленных комплексов и организуется строительство новых, реконструируются старые заводы. Это существенно упростило во время Великой Отечественной войны перебазирование авиационной промышленности и ускорило налаживание массового выпуска авиационной боевой техники в городах Сибири и Урала.

Орджоникидзе поддерживал энергичные усилия Андрея Николаевича, направленные на достижение нашей промышленностью мирового уровня: дальнейшее развитие серийного производства, широкое внедрение новых технологических процессов, развитие авиационной металлургии.

«Нужно было развивать заводы и людей, — вспоминал Андрей Николаевич, — готовить не только инженеров, но и рабочих.

Заводы еще не начали работать, и не потому они не начали работать, что не было станков, что не было чертежей, а потому, что не было таких людей, которые могли бы работать. Все думали тогда, что можно заменить директора и все будет в порядке, но дело было не в этом, надо было подготовить людей, которые могли бы все сделать, эта работа была широко развернута в Советском Союзе, и это дело крепко осознала наша партия.

Но в то время в Америке не было большого производства самолетов, зато было массовое производство автомобилей, и надо было суметь сюда к нам привезти американскую технику таким образом, чтобы на базе автомобильной техники мы смогли бы сделать то, что нам требовалось в авиации. Я должен сказать о том, что в это время трудно было осуществить перенесение американской техники сюда к нам, и не потому, что мы не осознавали, что это надо сделать. Мы это осознали, но в то время у Сталина было такое убеждение, что мы сами настолько сильны, что решительно все станки сможем сделать сами. И вот когда я пришел к Серго Орджоникидзе и сказал ему, что надо закупить за границей специальные станки, то Серго прямо мне сказал: „Товарищ Туполев, я не смогу Вам в этом помочь“. Я ему говорю: „Но Вам ясно, что так надо?“ Он сказал мне: „Я думаю, что Вы правы, но помочь не могу. Сталин убежден, что мы все сейчас имеем, все можем сделать сами“.

Я докладывал Сталину о покупке этих станков. О том, что нам нужно 3,5 миллиона долларов на станки. Но он сказал: „Почему? Мы все можем сделать сами“. Я сказал, что это не так. Он поручил создать комиссию, которая установила, что таких станков мы не делаем. Это была первая ласточка, когда мы получили 3,5 миллиона долларов на развитие авиации.

Прошло полгода, и мы уже имели 70 миллионов долларов на приобретение станков. Мы приобрели 20 тысяч станков, включая такие, на которых строилась и автомобильная промышленность, и оборудование, на котором можно было массово строить самолеты».

Летающая лодка МДР-4 стала первой и единственной туполевской машиной такого класса, принятой на вооружение. Все остальные лодочные гидросамолеты, созданные этим коллективом, остались лишь опытными образцами. Строго говоря, лодка эта не совсем туполевская. Ее «родословная» происходит от самолета МДР-3, спроектированного в морской бригаде ЦКБ на заводе № 39 имени Менжинского под руководством И. В. Четверикова. Работы над новым дальним разведчиком велись там с весны 1930 года. Машина имела «фирменное» обозначение самолет «11» и военное МДР-3. В ее чертах просматривалось много общего с немецкими лодками Рорбаха и с туполевским АНТ-8 (МДР-2), но и отличий было немало. Толстое крыло лежало на лодке сверху, но являлось не свободнонесущим, а подкосным. Между двумя килями хвостового оперения находился стабилирон (эту идею, как и крыло, заимствовали у бомбардировщика ТБ-5). МДР-3 оснащался четырьмя немецкими моторами БМВ VI, размещенными тандемно в двух установках, каждая из которых располагалась над центропланом на невысоких фермах. Для обшивки крыла в основном использовалось полотно, и лишь центроплан сверху покрывался гофрированным дюралем. У концов центроплана крепились два поплавка, обеспечивавших поперечную остойчивость гидросамолета. Лодка выполнялась цельнометаллической. Конструкция являлась достаточно традиционной — силовой набор состоял из кильбалки, кильсонов, стрингеров и шпангоутов. К бортам должен был приклепываться фальшборт, предохранявший от повреждений при ударах о причал. Лодка делилась на шесть водонепроницаемых отсеков. В экипаж МДР-3 входили семь человек. Вооружение состояло из четырех установок со спаренными 7,62-миллиметровыми пулеметами ДА и двух 250-килограммовых бомб на наружной подвеске. В январе 1931 года модель МДР-3 испытывали в только что построенном гидроканале ЦАГИ. Результаты «протасок» обнадеживали. Обводы лодки подобрали удачно. Весной того же года началось изготовление первых узлов опытного образца самолета, а в декабре его постройку уже закончили. Первый полет совершил летчик-испытатель Б. Л. Бухгольц 15 января 1932 года. На борту находился и И. В. Четвериков. На заводских испытаниях МДР-3 неплохо вел себя на воде, оказался устойчивым в полете, посадка выполнялась без проблем. Но военных не могли удовлетворить малая скорость, низкая скороподъемность и небольшой практический потолок. Выявились и просчеты конструктивного порядка. В частности, воздушный поток от тандемных винтов вызывал тряску хвостового оперения. МДР-3 забраковали, хотя он уже закладывался в планы серийного производства — хотели строить до двухсот штук в год. Но поскольку машина имела целый ряд положительных качеств, таких как большая дальность и длительная продолжительность полета, конструкцию решили дорабатывать. Но эту работу поручили не Четверикову, а самому сильному тогда конструкторскому коллективу страны КОСОС ЦАГИ во главе с. Туполевым. Переделкой МДР-3 занялась бригада, руководимая И. И. Погосским. В КОСОСе имелись свои наработки по большой летающей лодке. В мае 1929 года Инспекция Гражданского воздушного флота предложила ЦАГИ свои требования к пассажирскому гидросамолету с тремя двигателями по 300 л. с. (подразумевались французский «Гном-Рон Титан» или американский «Райт» J6). С предварительным проектом заказчик смог ознакомиться уже в июле того же года. Это был свободнонесущий моноплан с тремя моторами, стоявшими на пилонах над центропланом. Два двигателя имели тянущие винты и один — толкающий. Но в целом требования ГВФ туполевцы сочли нереальными. Работы по этому проекту прекратились. В 1931–1932 годах разрабатывался военный вариант этой же конструкции с гораздо более мощными двигателями М-34 и всеми тянущими винтами. Это был морской разведчик-бомбардировщик, вооруженный пятью пулеметами, 20-миллиметровой пушкой и способный нести до 2000 килограммов бомб. Но дело опять ограничилось проектом. И вот в феврале 1933 года КОСОС приступил к проектированию модернизированного варианта МДР-3, получившего в ЦАГИ обозначение АНТ-27. Поскольку предусматривались очень большие изменения, то Управление ВВС (УВВС), в ведении которого тогда находилась морская авиация, тоже изменило обозначение машины на МДР-4.