XP3Y 船首机枪
XP3Y 和 XP3D 一样都被指定使用新型 825 马力普惠 XR-1830-58 双黄蜂（Twin Wasps）发动机，驱动汉密尔顿标准公司（Hamilton Standard）的变距 3 叶恒速螺旋桨。发动机安装在机翼上方全 NACA 整流外形且具备后缘调整片的发动机舱内。在两个发动机舱间的中央翼段内是容量 6,624 升的内部油箱。
联合于 1933 年末开始在水牛城工厂制造原型机并持续到 1935 年初。为避免因尼亚加拉河水上飞机起降场结冰而导致的任何延误，公司决定还是将 XP3Y 用铁路运至诺福克航空站（NAS Norfolk），利用那里的海军设施进行组装，地面及飞行测试。
XP3Y 的试飞
XP3Y 在 1935 年 3 月初抵达诺福克，到 3 月中旬完成了必需的试飞前组装测试工作。3 月 21 日联合试飞员比尔.惠特利（Bill Wheatley）驾机首飞相当成功。工厂试飞在没有出现明显故障的情况下结束，3 月 28 日 XP3Y 被转交海军由军方在安娜科斯提亚试飞航空站进行初始试飞，期间遭遇故障，但没有一个造成试飞延误。4 月进行枪炮射击测试，5 月飞机返回诺福克进行粗暴水上起降测试，在 5 月 13 日的一次降落中飞机受损，但很快被修复继续试飞。
试飞过程中一直有报告说 XP3Y 存在方向稳定性和操控方面的问题，随即厂方进行了数项改动但成效不大。隐患在 5~6 月间进行的轰炸测试中暴露出来，较差的方向稳定性和过高的方向舵舵力影响了轰炸精度。经查是因为在此前增加了方向舵面积，但同时加大了舵力，于是再次修改方向舵。
7 月 XP3Y 回到诺福克继续水上测试。7 月 27 日在一次降落中严重损坏，幸好机身防水壁和水密门发挥了作用，阻止了飞机的下沉，XP3Y 得以被拖回航空站维修。在一次破纪录的从东海岸经由运河区的转场飞行后，XP3Y 的水上测试于 10 月完成。
海军测试部的最终报告中评价 XP3Y-1 投产是“可以接受”，但付上了以下几条改善飞行品质和运作能力的建议：
提供向后下方射击的机枪站
改进腰部机枪站并为机枪手提供视野更好的观察窗
增大载弹量
修改方向舵及其操纵系统以改善稳定性和方向控制
改进机鼻机枪站
无论如何，对 PBY 的未来意义重大的是测试部最终报告中关于性能的部分：
实测数据 性能要求
最大速度（公里/小时） 274.82 256
最小速度(公里/小时) 93.32 96.54
服役升限(米) 5669.28 4572
起飞时间 (秒) 22 60
空重 (千克) 5700 5918
1935 年 6 月，海军与联合签署了生产 60 架 P3Y-1 的合同，联合在圣迭戈（San diego）的新工厂开始为生产准备工装设备。生产型上采纳了测试部的建议，重新设计方向舵、延伸方向舵下的机身、在尾舱内增加一个向下射击的机枪站，在飞行时通过打开机腹舱门向后下方射击（迅速被称为“机腹机枪”），配备机鼻机枪转塔，对发动机进行更改以匹配生产型 R-1830-64。
XP3Y 返回圣迭戈工厂实施上述改进，完成后的飞机型号变为 XPBY-1，但保留了原先的航空局序列号（BuNo）9459。型号中增加的“B”表示该型机具备炸弹携载能力。公司飞行员比尔. 惠特利驾驶 XPBY-1 作了最后一次展示飞行，1936 年 5 月 21 日该机交付海军开始军方试飞。军方试飞结果令人满意，仅提出方向舵及其控制系统的小改动。实际上最初原型机试飞所发现的主要问题就是方向稳定性及控制问题，生产型引入的方向舵及控制系统的改进将上述问题降低到可接受的程度，但还没有彻底根除。最后还是海军工程师在 PBY 派生型 PBN、PB2B-2 及最终型号 PBY-6A 上通过完全重新设计垂尾和平尾翼面才得以彻底解决。
