Den amerikanske motoren hadde en ytelseskraft på 600 hestekrefter, noe mindre enn BMW VI 6,3 som skulle produseres på lisens som M-17 med 640 hestekrefter. Etter de første flygningene ble prototypen returnert til GAZ-22 for montering av BMW VI 7,3 som hadde større ytelsesevne på 750 hestekrefter. Som fryktet ble etterfølgende flygningene hjemsøkt med motortrøbbel, men det påvirket ikke prosjektet som fortsatte gjennom året 1931. Først i november 1932 ble den første Mikulin-motor av type M-17F montert på TB-3 flyet (nr. 3901) i GAZ-39 fabrikken. Den nye motoren hadde en ytelsesevne på 715 hestekrefter på 1,665 omdreininger per minutt ved avgang og 450 hk i cruisehastighet. Ettersom vektproblemer ved at TB-3-4M-17F ikke hadde lik tomvekt fra fly til fly, nr. 3901 hadde over 900 kg mer enn førserievarianten - var ikke M-17 motorene kraftig nok.