蘇聯航空界在上世紀30年代迎來了快速發展期，強大國力允許設計師們放飛自我，於是非常規的飛機設計方案層出不窮。在30年代中期，蘇聯軍隊想要開發一種裝甲攻擊機，大家對這種新概念武器都沒什麼經驗，軍方希望在戰鬥機的基礎上附加對地打擊能力，不過設計師P. D. Grushina有自己的想法，他設計了一款串聯機翼輕型高速攻擊機，這就是Sh-Tandem，也被稱為Sh-MAI、 MAI-3、MAI-Tandem。
第一架原型機在1937年12月完成，它是一架單座飛機，前主翼為低單翼，飛機沒有常規垂尾，而是在機身尾部安裝了另一副機翼，機翼面積大約是前翼的一半，前後機翼都有副翼，後翼也充當升降舵，發動機安裝在機頭內，以常規的牽引方式安裝螺旋槳。該機作用應該是驗證串聯機翼的可行性，沒有考慮武裝和防護。
隨後開發的第二架原型機則改成了雙座武裝版，該機為木製，採用硬殼式機身設計，蒙皮為膠合板製成，機翼上蒙皮厚度更薄，飛機空重2560千克，機長8.5米，前翼展11米，後翼展7米，沒有常規垂尾影響了飛行穩定性，設計師嘗試了5種垂尾方案，最終選擇在後翼下方安裝橢圓形的下垂尾。它的動力為一台M-87風冷行星發動機，最大功率930馬力，驅動一副3葉螺旋槳。
該機安裝5挺7.62毫米機槍，其中4挺安裝在機翼內由飛行員控制，每挺槍備彈600發，還有一挺安裝在機尾的封閉式MV-3炮塔內，備彈700發，因為沒有垂尾的遮擋，炮塔內機槍有非常寬廣的射界。飛機的炸彈掛載能力差了點，外部掛架最多掛載200千克炸彈。
飛機在測試中表現還不錯，飛行員認為該機易於駕駛，它的海平面最大速度406千米/小時，在4250米高度最大速度488千米/小時。不過也發現不少問題，比如飛機的航向穩定性差、方向舵反應遲緩、前機翼結構強度不夠、炮塔風阻較大等。照片顯示有一架原型機在後機翼上方也安裝了垂尾，以取得更好的方向控制力，它大概率是測試中對第二架原型機的修改，個別文章稱它是第三架原型機，這可能是錯誤的。
至少就第二架原型機的測試情況來看項目發展比較順利，飛機並沒有遭遇難以克服的技術問題，設計師打算在後續更換更強發動機，把飛機最大速度提升到600千米/小時，彈藥掛載能力也可以進一步提升，只需要增加機翼面積改善升力就行。海軍也對這個項目感興趣，因為它的雙翼設計帶來不錯的短距起降能力，正好可以擔任大型水面艦艇的偵察機，稍微改一改就能彈射起飛、水上降落回收。
蘇聯空軍在1939年制定了新的飛機工業發展草案，似乎把未來幾年裡飛機建造數量放在了第一位，這應該是為戰爭做生產準備，不幸的是Sh-Tandem項目在這時候被取消，讓位給其他飛機研發項目。不過Sh-Tandem自身還是存在缺陷，空軍原本希望獲得一款裝甲對地攻擊機，可Sh-Tandem原型機上根本沒有體現出來，如果給2名機組安裝防護裝甲，就意味着飛機重量會大幅增加，反過來不僅增加飛行負擔，還會壓縮本就可憐的武器攜帶能力，在不做重大修改的前提下似乎無法解決這組矛盾。
