▲伊-16SPB的回收过程
在战争爆发前苏军黑海舰队海军航空兵共装备 6 架经过特殊改进的 TB-3(第63轰炸机旅)和12架伊-16SPB(第32战斗机团第2中队)。与美国空中航母“出师未捷身先死”不同,苏联的“空中航母”在战争中派上了用场,取得了战绩。1941年7月26日,这种飞机成功地攻击了德军占领下的罗马尼亚康斯坦萨油田,起到了出其不意的效果,德军的bf-109未能拦截,苏军大小飞机安全返回。此后的几天,苏军不断出动“空中航母”轰炸罗马尼亚的炼油厂和港口,令德军非常头痛。
1941年8月13,苏军发动了“空中航母”最著名的一次攻击——轰炸罗马尼亚切尔纳沃德(Cernavodă)地区的多瑙河大桥(桥上有铁路和输油管)。此前苏军轰炸机曾屡次攻击,均因桥周围防备严密而未能得手。当天凌晨3点,3架TB-3“空中航母”从克里米亚的机场起飞,经过两小时的飞行后,到达目标附近上空,6架伊-16SPB被释放,直扑大桥。按德军以往经验,听到苏军轰炸机群的轰鸣声再做准备不迟,却不料这次来袭的是动静小很多的小飞机,完全没有防备,6架伊-16SPB在毫无阻碍的情况下俯冲投弹,命中五枚,炸坏了桥梁,并摧毁了输油管道,归途中还搂草打兔子,顺便扫射了一支德军地面部队,此次带队出击的舒比科夫大尉因此被授予了“列宁勋章”。
这次偷袭显示了“空中航母”的实战价值,但也引来了德军的高度重视,此后德军将第3战斗机联队第2大队、第52战斗机联队第3大队调到克里米亚,专门对付苏军的空中偷袭。苏军情报不利,在没有防备的情况下被打了个措手不及,TB-3和伊-16SPB损失很大,被迫停止了行动。在 1941年7 月至10月,“空中航母”总共进行了30 次以上的出击,这段短暂的时间也是这种武器高光时刻。