Сначала решили опробовать необычную систему по более простой цели. Два ТБ-3 с истребителями под крылом днем 26 июля 1941 г. подошла к Констанце. В 40 км от объекта налета истребители отцепились от маток. Ведомая капитаном Шубиковым четверка И-16 поразила бомбами нефтехранилище. Гигантский столб черного дыма свидетельствовал о прямом попадании. «Ишачки» без проблем вернулись домой в Евпаторию.
Для удара по Черноводскому мосту было выделено три «Звена», истребители И-16 оснастили дополнительными подфюзеляжными топливными баками емкостью 95 л, увеличивавшими продолжительность полета на 35 минут. Три авиаматки с истребителями взлетели в 3 ч утра 10 августа. С половины маршрута одному носителю пришлось вернуться из-за технических неполадок. В 5 ч 10 минут самолеты находились на удалении 15 км от румынского берега. Истребители отцепились от маток. Через четверть часа четверка И-16 находилась уже над мостом. Зенитная артиллерия открыла интенсивный заградительный огонь, но самолеты спикировали с высоты 1800 м и сбросили бомбы. В 6 ч 40 минут все «ишачки» приземлились в Одессе.
Повторную операцию назначили на 13 августа. В тот день отказов на носителях не произошло, поэтому в ударе по мосту приняло участие шесть И- 16. В 5 ч 50 минут утра истребители добились пяти прямых попаданий бомб в Черноводский мост. Один пролет моста был полностью разрушен. На обратном пути самолеты еще проштурмовали позиции румынской пехоты в районе Сулины, а в 7 ч 05 мин все И-16 приземлились на одесском аэродроме. После заправки топливом они перелетели домой, в Евпаторию. Успешный рейд возобновил интерес к «Звену- СПБ» со стороны командования ВМФ. Результатом стал ввод в строй еще двух «звеньев». Общее количество боеспособных систем возросло до пяти. Рост численности ограничивала нехватка самолетов ТБ-3, оснащенных двигателями М- 34РН. серийные тяжелые бомбардировщики комплектовались моторами М-17, мощности которых не хватало для взлета с истребителями.
В общей сложности авиация ВМФ получила 12 самолетов ТБ-3, пять из них поступили на вооружение эскадрильи СПБ. остальные использовались в качестве транспортных. 16 августа нарком ВМФ адмирал Кузнецов обратился к Сталину с просьбой о передачи из ВВС дополнительного количества самолетов ТБ-3 с двигателями М-34РН. Учитывая высокие потери ВВС в первые военные месяцы, в удовлетворении просьбы было отказано. Имевшиеся на вооружении морской авиации звенья продолжали воевать. 17 августа шесть И-16 уничтожили сухой док в Констанце. В конце месяца маленькие пикирующие бомбардировщики переключились на нанесение ударов по переправам через Днепр.28 августа две авиаматки взлетели с евпаторийского аэродрома и взяли курс на Запорожье. В 30 км от города от носителей отцепились пикировщики. Самолеты нанесли внезапный удар и уничтожили переправу через Днепр в районе Бернслава. Один И-16 был сбит. Налет повторили на следующий день.
После бомбежки четверка И-16 вступила в воздушный бой с мессершмиттами. сбив два Bf. 109. Дальнейшее использование «Звеньев» прекратили из- за повышенного риска таких рейдов в условиях полного господства в воздухе авиации противника. В конце сентября немецкие войска вырвались на просторы Северного Крыма. Все имевшиеся в наличии самолеты авиации Черноморского флота были перенацелены на нанесение ударов по наступающим механизированным колоннам противника.