Впервые вопрос о постройке высотного тяжелого бомбардировщика (пока еще не скоростного) был поставлен военными перед отечественной авиационной промышленностью еще в 1931 году. 23 июня 1931 года НИИ ВВС РККА сообщил ЦАГИ свои тактико-технические требования к высотному бомбардировщику обозначенному в этом документе как ТБ-7. Согласно предварительным требованиям ВВС самолет предназначался для уничтожения объектов государственного и стратегического назначения, ударов по базам флота противника и проведения десантных операций. По требованиям УВВС будущий ТБ-7 должен был иметь: боевую высоту полета - 7000 м, максимальную скорость полета - 250 км/ч, радиус действия 1500-2000 км, бомбовую нагрузку - 10000 кг, экипаж должен был состоять из 10-14 человек. Конструкция самолета должна была позволять использовать самолет в качестве крейсера сопровождения. В этом случае за счет снятия бомбового вооружения и отказа от бомбовой нагрузки устанавливались дополнительные огневые точки. Крейсер предполагалось использовать для сопровождения в дальних полетах соединений бомбардировщиков основной базовой модификации.

26 июня 1934 года ЦАГИ получает летно-тактические требования по ТБ-7 от начальника отдела требований НИИ ВВС 27 июля 1934 года А.Н.Туполев просит научно-технический совет ЦАГИ дать задание бригаде №1 КОСОС, возглавляемой В.М.Петляковым, на разработку четырехмоторного самолета ТБ-7 в порядке экспериментальных работ. Через два дня, 29 июля 1934 года, в ЦАГИ на проектирование самолета, получившего внутреннее обозначение АНТ-42 (самолет "42"), был открыт заказ №7342. Фактически работы по проектированию машины в ЦАГИ начались в сентябре 1934 года.

Пе-8

В октябре 1934 года ВВС попытались задать в рамках создания ТБ-7 самолет, летные характеристики которого значительно превосходили возможности отечественной, да и не только отечественной, авиационной промышленности. 21 октября 1934 года из НИИ ВВС в ЦАГИ приходят ТТТ к высотному скоростному бомбардировщику, в соответствии с которыми ТБ-7 должен был проектироваться и строиться с очень высокими высотными и скоростными характеристиками: боевая высота - 13000-14000 м, потолок - 15000 м, дальность полета на высоте 15000 м -2000 км, максимальная скорость - 600 км/ч, бомбовая нагрузка - 500 кг, разбег - 400 м, пробег - 150 м. Однако, вскоре вернулись к более реалистичным ТTТ, которые предлагал ЦАГИ на основании своих предварительных расчетов.

.

ТБ-7

Облик нового тяжелого бомбардировщика, его основные летно-тактические характеристики и основные пути достижения поставленных задач виделись ОКБ и ВВС следующими: прежде всего, новый самолет должен был обладать возможностью ведения прицельного бомбометания с больших высот, оставаясь неуязвимым для зенитного огня, а также обладать скоростью на этой высоте, превосходящей скорости истребителей. Это означало, что бомбардировщик должен иметь рабочую высоту полета 10000-11000 м, развивать на этой высоте скорость не ниже 440 км/ч. При этом он должен иметь дальность полета порядка 4500 км с бомбовой нагрузкой 2000 кг, а также обладать мощным оборонительным вооружением. Чтобы создать требуемый высотный бомбардировщик, необходимо было решить задачу обеспечения полета на высоте 10000-11000 м. В мировой практике подобная задача решалась с помощью турбокомпрессоров, которые позволяли сохранять мощность силовой установки до значительных высот. По такому пути пошли американцы, установив на двигателях Б-17 турбокомпрессоры. В распоряжении советских самолетостроителей на начало 30-х годов выбор мощных авиационных двигателей был весьма ограничен.

Пе-8 в полете

Как на начало работ по ТБ-7, так и в ходе создания и доводок первых опытных образцов, а также на момент его запуска в серию отечественная промышленность не смогла обеспечить нашу авиацию надежными серийными ТК. Самолетчикам совместно с двигателистами пришлось искать другие варианты решения проблемы высотности самолета ТБ-7. В ходе испытаний первых ТБ-7 АМ-34ФРН показал мощность 1050 л.с. на высоте 3050 м, при взлетной - 1200 л.с. В 1938 году форсированный двиагтель АМ-34ФРН вместе с ТБ-7 принимается на вооружение ВВС РККА и запускается в серию. Двигатель летает на первых опытных ТБ-7 (на то время это был самый мощный авиационный двигатель в мире).

Пе-8

Вообще, вся конструкция будущего ТБ-7 стала как бы переходной к самолетостроительным технологиям более высокого уровня. Это был последний тяжелый самолет с трубчатыми лонжеронами, унаследованными от конструкций самолетов предыдущего поколения, с закрытыми профилями, внутренней клепкой, ручной выколоткой и т.д. Все это было дань прошлому. Через несколько лет наступило время новых технологий. По внешнему виду новый самолет отличался от своих предшественников, прежде всего, более высоким аэродинамическим совершенством. Поскольку единственным и наиболее удобным местом для размещения и обслуживания АЦН оказалась верхняя часть фюзеляжа над центропланом, то мотогондола агрегата значительно выступала за обводы фюзеляжа. Естественно, было вполне логично вписать в эти обводы и фонарь пилотов. Для этого пришлось расположить пилотов в тандем, друг за другом, установив их сидения на специальной полке на уровне верхнего пояса переднего лонжерона центроплана. Нижняя часть фюзеляжа, находившаяся под центропланом, в районе бомбоотсека, оставалась более широкой и соответствующей основному сечению фюзеляжа для того, чтобы в ней разместилось требуемое количество бомбовой нагрузки. В результате фюзеляж в своей средней части имел в сечении грушеобразную форму. Продолжение мотогондолы АЦН переходило в обтекатель средней верхней стрелковой установки.

Пе-8 вид сбоку

Далее, до самого хвоста, фюзеляж имел форму овала и заканчивался хвостовой стрелковой башней. В пилотском отсеке, под полкой пилотов у левого борта помещался радист, а по правому - бортмеханик, позади которого оборудовалось запасное место для штурмана-бомбардира. Передняя часть фюзеляжа в сечении имела овальную форму, носовая часть которой заканчивалась сферической стрелковой башней, вращавшейся вокруг вертикальной оси. Позади башни находилось рабочее место штурмана-бомбардира. Оно располагалось в отдельной небольшой застекленной гондоле, выступавшей вниз за обводы фюзеляжа и получившей в просторечье и даже в некоторых официальных документах название "борода". Подобное размещение штурмана-бомбардира создавало ему хороший обзор, дававший возможность быстрее находить цель и вести прицельное бомбометание.

Схема шасси оставалась прежней, с хвостовым ориентирующимся колесом, но, в отличие от ТБ-3, основные стойки шасси выполнялись убирающимися в полете в специальные обтекатели, конструктивно объединенные с мотогондолами внутренних двигателей и оборонительными стрелковыми установками. Для уменьшения высоты основных стоек последние соединялись с поясами лонжеронов центроплана посредством промежуточных станин, к которым подвешивались и подмоторные рамы. Бомбоотсеки самолета, а также внешние узлы подвески, размещавшиеся под центропланом между фюзеляжем и внутренними двигателями, были снабжены держателями, допускавшими подвеску до 4000 кг бомб калибром от 100 до 2000 кг.

ТБ-3 вид сбоку

Оборонительное вооружение предлагалось исключительно мощное. Оно обеспечивало надежную защиту практически со всех сторон. Особенно сильно защищалась задняя полусфера, как наиболее вероятная для атак истребителей. Предлагался вариант с кормовой башней под пушку ШВАК-20. В дополнение к ней верхняя часть задней полусферы прикрывалась пушечной установкой, установленной на спине фюзеляжа позади отсека с АЦН. Нижняя часть задней полусферы эффективно оборонялась двумя 12,7-мм пулеметами Березина, расположенными в обтекателях шасси. Верхняя пушечная установка обороняла также всю верхнюю часть передней полусферы. В носу фюзеляжа в шаровой башне размещалась спарка пулеметов ШКАС нормального калибра. Весь этот набор оборонительного стрелково-пушечного вооружения делал этот бомбардировщик настоящей "летающей крепостью".

Выбранная схема и состав вооружения в ходе боевых операций Великой Отечественной войны в основном подтвердил свою высокую эффективность.Электро-, радио- и навигационное оборудование самолета предлагалось самое совершенное из всего того, что могла дать на тот период отечественная промышленность. На самолете была достаточно высокая по тем временам степень электрификации, многие агрегаты имели электропривод, соответственно, по сравнению с предыдущими самолетами, выросла располагаемая мощность бортовых генераторов и общее совершенство электросети.