Рождение.

В середине 20-х годов в СССР приступили к созданию одного из первых в мире цельнометаллических четырехмоторных самолетов-монопланов - бомбардировщика ТБ-3. На тот период, заявленные летные и тактические характеристики этого самолета, компоновочные, конструктивные и технологические решения, использованные при его создании, представляли значительный прогресс в области создания тяжелых самолетов Появление ТБ-3 должно было, в случае успешного и быстрого осуществления проекта, обеспечить ВВС РККА современным типом тяжелого бомбардировщика, способного решать широкий круг оперативных и стратегических задач на европейском и азиатском театрах военных действий.
Практически впервые в практике мирового авиастроения речь шла о создании самолета стратегического назначения, с солидной бомбовой нагрузкой и приличным, по континентальным меркам европейского театра военных действий, радиусом действия. Таким летным характеристикам, как скорость полета и потолок на этом этапе отводилось меньше внимания по причине реального уровня располагаемых технических и технологических средств, имевшихся в распоряжении проектантов этих первых воздушных "стратегов", а также ограниченными возможностями ПВО того периода, в особенности по прикрытию крупных экономических, военных и административных объектов.

Однако в те далекие годы первой половины XX века прогресс авиационной техники в части улучшения летно-тактических характеристик самолетов бомбардировочной авиации (за счет улучшений аэродинамики, развития конструкции, технологии и совершенствования силовых установок) был настолько стремителен что самолет находившийся несколько лет в разработке и только-только принятый на вооружение, к тому моменту становился морально устаревшим. Нечто подобное произошло и с бомбардировщиком ТБ-3: начало работ - в 1925 году, первый полет прототипа — в конце 1930 года, выход первой серийной машины и поступление в ВВС - в начале 1932 года, полномасштабная серия - через полтора-два года. Таким образом, с учетом освоения в войсках, выход соединений, оснащенных ТБ-3, на можно отнести к середине 30-х годов.

За это время получили дальнейшее развитие средства ПВО: появились новые истребители-перехватчики, на подходе были новые скоростные истребители-монопланы с мощным бортовым стрелково-пушечным вооружением, зенитная артиллерия получала на вооружение новые зенитные орудия и системы управления. Все это значительно снижало шансы на выживание в бою таких сравнительно тихоходных и маловысотных "бомбовозов", какими были бомбардировщики ТБ-3. И никакие программы модернизации (модификации ТБ-3 4М-34, ДБ-А и т.д.), а также дальнейшее развитие исходной идеи ТБ-1 - ТБ-3 по тупиковому пути увеличения габаритов и массы (проекты ТБ-4 и ТБ-6) не могли решить проблемы. Срочно требовалось приступать к проектированию дальнего бомбардировщика, летно-тактические данные которого значительно превосходили бы то, что было достигнуто на ТБ-3. В исторической перспективе следует отметить, что такое положение с развитием самолетов дальней авиации в основном сохранялось до начала 60-х годов. Казалось, конца этой гонки за улучшение основных летных данных тяжелых боевых самолетов не будет, и основные авиационные державы мира обречены чуть не раз в пять лет обновлять парк своих тяжелых "бомбовозов". Все эти годы создавались все новые и новые более совершенные бомбардировщики, превосходившие своих предшественников по скорости, потолку дальности и ... по стоимости. Создание самолетов дальнебомбардировочной авиации стало для ведущих авиационных держав одной из самых затратных статей военных бюджетов.

Пе-8

Появление в 40-50-е годы ядерных зарядов огромной разрушительной силы, управляемых ракет класса "воздух-поверхность", оснащение самолетов постоянно совершенствующейся аппаратурой самолетовождения, прицеливания, радиоэлектронного противодействия и т.д.., привело к тому, что доля в совершенствовании летных характеристик самолетов-носителей во всем ударном авиационном комплексе значительно снизилась. Лидирующее место стали занимать вооружение и радиоэлектронная аппаратура. Кроме того, значительную часть "работы" дальнебомбардировочной авиации на себя взяли ракетные войска стратегического назначения с их межконтинентальными ракетными комплексами, а также флот подводных ракетоносцев, вооруженных баллистическими ракетами. Все это позволило в период с начала 60-х годов до конца XX столетия сохранять на вооружении основные типы самолетов бомбардировочной авиации, постоянно совершенствуя их в части вооружения и оборудования, практически оставляя исходные технические решения по конструкции самолета-носителя без изменений, доводя сроки существования самолета-бомбардировщика, как типа, до нескольких десятков лет.

Начало 30-х годов.

Тенденции в развитии тяжелых бомбардировщиков к этому периоду в общих чертах не были "тайной за семью печатями" для наиболее продвинутых военных специалистов, занимавшихся стратегическими проблемами подготовки к будущей войне, а также для мировой элиты авиационных инженеров. Постепенно в умах военных и конструкторов, а затем и на чертежных досках начали появляться контуры будущих "супербомбардировщиков". Под воздействием факторов усиления средств ПВО и совершенствования самолетов истребительной авиации в ведущих авиационных странах начали складываться общие, и достаточно близкие требования на новый тип дальнего скоростного высотного бомбардировщика, способного, как и их предшественник бомбардировщик ТБ-3 решать широкий круг оперативно-стратегических задач на различных театрах военных действий, но при этом это новое поколение бомбардировщиков должно было иметь скорости полета в два - два с половиной раза большие чем у машин предыдущего поколения, а рабочие потолки должны были достигать 10000 и более метров. При этом бомбовая нагрузка оставалась прежней, а система оборонительного стрелково-пушечного вооружения должна была в идеале обеспечивать практическую неуязвимость самолета от атак истребителей противника

.

ТБ-7

К середине тридцатых годов это направление в развитии бомбардировочной авиации окончательно оформилось в США и СССР в проекты создания самолетов-бомбардировщиков типа "летающая крепость". В США эти работы завершились принятием на вооружение одного из самых удачных и массовых тяжелых бомбардировщиков Второй мировой войны — самолета Боинг Б-17 "Флаинг Фортресе", а в СССР - туполевского ТБ-7 (АНТ-42), выпускавшегося в ходе войны в ограниченном количестве.

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, будущий высотный "бомбовоз" 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. Как видно из приведенных характеристик, по своим летно-тактическим данным ТБ-7 в своем первом варианте проекта 1931 года практически недалеко ушел от проектов Туполевских "супербомбардировщиков" конца 20-х начала 30-х годов — проектов ТБ-4 и ТБ-6 (АНТ-16 и АНТ-26). Судя по всему, из-за этого предложения ВВС по новому бомбардировщику дальнейшего развития не получили.

Пе-8 в полете

До лета 1934 года никаких новых документов по ТБ-7 в ЦАГИ не поступало, соответственно никаких активных работ по проекту не велось. И вот, 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.

В октябре 1934 года программа создания ТБ-7 подверглась первому испытанию. ВВС попытались задать в рамках создания ТБ-7 самолет, летные характеристики которого значительно превосходили возможности отечественной авиационной промышленности, да и не только отечественной. В свое время, весной 1930 года, ЦАГИ уже был задан тяжелый бомбардировщик с максимальной скоростью 440 км/ч, с дальностью полета 4500 км, потолком 11000 м и бомбовой нагрузкой 4000 кг. Поисковые работы по проекту велись в бригаде В.М.Петлякова. Под проект рассматривались микулинские двигатели с двойной системой турбонаддува и с винтами изменяемого в полете шага. Проект проходил под внутренним обозначением АНТ-38, официальное обозначение по ВВС — ВСБ-1 (высотный скоростной бомбардировщик первый) ВВС относились к этой работе достаточно серьезно, во всяком случае, работы по ней фигурируют в плане по опытному самолетостроению ВВС РККА на 1934 год, где в разделе "Самолеты особого назначения" за ЦАГИ записан ВСБ-1 с потолком 15000 м. Неожиданно руководство ВВС решило "приложить" ТТТ, выдвигавшиеся к ВСБ-1, к будущему ТБ-7. 21 октября 1934 года из НИИ ВВС в ЦАГИ приходят ТТТ к высотному теперь уже скоростному бомбардировщику, в соответствии с которыми ТБ-7 должен был проектироваться и строиться с очень высокими высотными и скоростными характеристиками. Полет фантазии ВВС был безграничен: боевая высота оговаривалась — 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 на тот период реальных возможностей по созданию самолета с подобными ТTТ явно не существовало, и поэтому вскоре вернулись к более реалистичным ТTТ, которые предлагал ЦАГИ на основании своих предварительных расчетов.

Как отмечалось выше работы по АНТ-42 начались летом 1934 года (по плану работ — начало работ 15.07.34 года, фактически — 29.07.34 года конец работ по плану 1.04.36 года). Со стороны военных созданию этого самолета уделялось постоянное внимание, причем на самом высоком уровне. Достаточно сказать, что председателем макетной комиссии по новому бомбардировщику был заместитель Наркома Обороны М.Н.Тухачевский. В ОКБ А.Н.Туполева разработка конструкции АНТ-42 проводилась в КБ-1 во главе с В. М. Петляковым (традиционно за КБ-1 в ЦАГИ было закреплено проектирование тяжелых самолетов). Предварительная компоновка самолета проводилась непосредственно А.Н.Туполевым совместно с Б.М.Кондореким и В. М. Петляковым, который одновременно занимался разработкой эскизного проекта и постройкой макета Фактически В.М.Петляков являлся главным конструктором самолета. Внутри КБ-1 ведущим конструктором самолета назначается его заместитель — И.Ф.Незваль. Конструктивная разработка отдельных частей планера самолета выполнялась специализированными бригадами КБ-1. Так наиболее новая и сложная часть самолета — центроплан разрабатывалась под руководством многоопытного конструктора К.И.Попова, он же отвечал за разработку подмоторных рам и станин для шасси. Разработка конструкции крыла проводилась Б.А.Саукке, работы по фюзеляжу и оперению возглавлял В.М.Мясищев а затем И.Ф.Незваль. Система управления самолетом проектировалась группой во главе с М.М.Соколовым. Системой моторного оборудования занимался Котенко, а затем Б.С.Иванов. Шасси проектировал А.Г.Агладзе, работами по системам специального оборудования руководил Б.Л.Кербер,системой вооружения занимался С.М.Меерсон, а затем М.З.Свиридов. Прочностными расчетами по АНТ-42 занимался В.Н.Беляев, вопросами аэродинамики — В.Н.Матвеев.

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. У нас создание надежных ТК затянулось практически на пятнадцать лет, и первыми надежными ТК можно считать турбокомпрессоры ТК-19, установленные на двигателях АШ-73ТК самолета Ту-4 и являвшиеся точной копией американских ТК с двигателей Райт Циклон R-3350 самолета Б-29 Хотя работы по ТК в СССР начались еще в начале 30-х годов к моменту начала активного проектирования ТБ-7 необходимых отечественных ТК не существовало.

В распоряжении советских самолетостроителей на начало 30-х годов выбор мощных авиационных двигателей был весьма ограничен. Практически речь шла об использовании микулинского двигателя М-34 (АМ-34) и его модификаций с увеличенной мощностью. Двигатель имел резервы для увеличения мощности и высотности, базовая конструкция его к тому времени была достаточно отработана, он широко использовался на отечественных самолетах и малых судах.
Исходный двигатель М-34 (номинальная мощность 750 л.с., взлетная - 850 л.с., сухая масса - 535 кг) был создан в 1931-1932 годах и запущен в серию на заводе №24. К 1934 году появились редукторная модификация М-34Р и высотная с двухекоростным нагнетателем М-34РН (высотность 5000 м). Двигатели этого типа ставились на ТБ-3, P-Z, МДР-2, на рекордные АНТ-25 (РД) и на АНТ-20. С августа 1936 года двигатель приказом Орджоникидзе получает шифр АМ-34 по имени и фамилии руководителя проекта А. А.Микулина, что стало признанием его заслуг в области двигателестроения. В 1936 году идут работы над форсированным АМ-34ФРН с максимальной взлетной мощностью 1250 л.с. и с номинальной 950 л.с. на расчетной высоте 5000 м. Работы по доводке форсированного АМ-34ФРН были достаточно сложные, опытные двигатели уже летали на опытных ТБ-7, но были отказы, масса замечаний со стороны военных.

Создание столь нужного стране двигателя затягивалось. Дело дошло до снятия А.А.Микулина в январе 1938 года с должности начальника ОКБ завода №24 (опытно-производственной базы, которую с таким трудом получил Микулин в 1936 году, перейдя туда из ЦИАМ). От более тяжелых для А.А.Микулина "оргвыводов" спасли успехи АМ-34РН в полетах через Северный полюс на АНТ-25 и хорошее отношение Сталина. В ходе доработок двигателя пришлось усилить многие детали двигателя, переделать систему смазки, пересмотреть конструкцию шатунов, перейти на новый односкоростной нагнетатель ФН-35, на входе которого применили направляющий аппарат с поворотными лопатками Политковского, что значительно улучшило высотные характеристики и увеличило на 90-100 л.с. эффективную мощность у земли и на высотах ниже расчетной. Фактически это уже был новый двигатель. Забегая вперед, скажем, что в 1938 году 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

В ходе испытаний первых ТБ-7 АМ-34ФРН показал мощность 1050 л.с. на высоте 3050 м, при взлетной - 1200 л.с. Двигатель выпускался в модификациях АМ-34ФРНА, АМ-34ФРНБ и АМ-34ФРНВ, отличавшиеся некоторыми конструктивными элементами (например, АМ-43ФРНА имел четыре карбюратора, а АМ-34ФРНВ - шесть) По сравнению с исходным АМ-34РН удельная масса двигателя уменьшилась с 1,07 кг/л.с. до 0,7 кг/л.с. Опираясь на относительный успех создания и внедрения в серию АМ-34ФРН, А.А. Микулин в 1938-1939 годах создает и передает в серию его более мощные варианты АМ-35 и АМ-35А, в которых взлетная мощность была доведена до 1350 л.с. и повышена высотность. Вскоре эти двигатели получили прописку на серийных ТБ-7. Работы по турбокомпрессорам для авиационных двигателей были сосредоточены в ЦИАМ, где впервые ими начали заниматься в 1932 году. В 1933 году ЦИАМ приобрел в США турбокомпрессор фирмы Дженерал Электрик, выпуска 1926 года. До 1935 года этот ТК лежал в ЦИАМ без движения, никто им не занимался и не интересовался. Организованные ЦИАМ еще в 1934 году стендовые испытания ТК фирмы Рато проводились только с целью изучения работы нагнетателя, но не турбины (основного агрегата ТК).

Пе-8 вид сбоку

ВВС, стараясь получить от промышленности высотные самолеты и двигатели, только начиная с 1935 года обратили пристальное внимание на состояние дел по разработкам в области нагнетателей и турбокомпрессоров. В этом году НИИ ВВС распоряжением начальника ВВС РККА организовал систематическое наблюдение за ходом работ по высотным агрегатам. В июле-октябре 1935 года прошли совместные летные испытания самолета Р-1 с двигателем М-5, оборудованным американским ТК фирмы Дженерал Электрик, взятым в ЦИАМ. В феврале 1935 года ЦИАМ приступил к работам над первым отечественным ТК под двигатель АМ-34РН. К февралю 1937 года первый отечественный ТК, получивший обозначение ТК-1, был доведен и отработан на стенде и подготовлен к установке на самолет. В том же 1937 году ТК-1 испытывался в полетах на самолете с двигателем АМ-34НБ и на БОК-1 с двигателем АМ-34РНБ. Полеты показали низкую надежность ТК-1. Испытания и доводки были продолжены и в следующем 1938 году. В 1939 году ТК-1 испытывался на ТБ-3 4АМ-34РН и на И-153 М-62. Результаты испытаний были малоутешительными. Таким образом, 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.

Пе-8 вид сверху

По вопросу решения высотной проблемы силовой установки была проведена целая серия совещаний с разработчиками двигателей, рассмотрена вся гамма возможных традиционных известных вариантов повышения высотности как самих двигателей, так и их систем. Однако нужного приемлемого решения и самолетчики, и моторостроители долго не находили. Результатом этих поисков стало весьма неординарное решение проблемы. Учитывая реальный уровень разработок в СССР по высотным моторным агрегатам, решено было устанавливать на борт автономный агрегат, состоящий из пятого двигателя того же типа, спаренного со специальным нагнетателем, питающим в полете через систему воздухопроводов основные двигатели. Система получила название — Агрегат центрального наддува (АЦН).

Для самолета ТБ-7 первоначально были определены микулинские серийные двигатели АМ-34РН (М-34РН), затем перешли на АМ-34ФРН с максимальной взлетной мощностью 1120 л.с. с винтами изменяемого шага, соответственно для АЦН выбрали двигатель того же типа. Первый в нашей стране подобный агрегат АЦН-1 разрабатывали в МАИ. Этой системой в МАИ занималась группа С.А.Трескина и Г.С.Скубачевского. В ЦИАМ практически одновременно шли работы над вариантом системы под обозначением АЦН-2. Вскоре все работы по теме были сосредоточены в ЦИАМ. В октябре 1934 года ЦИАМ предоставил в ЦАГИ характеристики силовой установки ТБ-7 с системой центрального наддува. Первоначально АЦН-1 предполагалось использовать при очередной модификации ТБ-3 4М-34ФРН, но идея была признана, применительно к быстро устаревавшему ТБ-3, бесперспективной, и АЦН-1 решено было ставить на ТБ-7. После длительных проработок было определено место размещения АЦН на самолете. Агрегат достаточно логично и удобно размещался в верхней части фюзеляжа, непосредственно над центропланом, опираясь на верхние пояса лонжеронов. При такой компоновке наиболее удобно размещались трассы воздушных трубопроводов к основным двигателям. Место для АЦН было идеальным, но АЦН-1 с его громоздким АМ-34 (все-таки рассчитывали ставить на ТБ-3) не позволял разместить его в выбранном месте. Пришлось отказаться от унификации с основными двигателями и перейти в АЦН на более компактный двигатель М-100 (в перспективе на его модификации М-100А и М-103), который вместе с нагнетателем хорошо вписывался в обводы самолета. Разработку специального нагнетателя, а также спаривание его с М-100 было поручено ЦИАМ, где над новым агрегатом центрального наддува, получившим обозначение АЦН-2, работала группа под руководством Б.М.Стечкина, А А. Микулина, К.В.Минкнера и других.

В ходе работ, кроме выбора базового двигателя для АЦН, немало сложностей вызвали проблемы компоновки систем АЦН на самолете, в частности прокладка внутри самолета воздухопроводов диаметром около 200 мм от АЦН к основным двигателям. Проблемы с высотностью самолета были не единственными, с которыми пришлось столкнуться создателям нового самолета. Получить хорошие аэродинамические характеристики и соответственно требуемые скорости полета и дальность невозможно было без существенного улучшения и облагораживания аэродинамических форм самолета, решения проблем местной аэродинамики. Прежде всего отказались от достаточно угловатых, рубленных форм, которыми обладали первые туполевские "бомбовозы" ТБ-1 и ТБ-3, перейдя к более обтекаемым формам с развитыми зализами между основными агрегатами самолета, а также от применения гофрированной обшивки, применив гладкую частично работающую, выбрали для крыла новый скоростной профиль. Правда, в отличие от более поздних самолетов, гладкая обшивка крыла АНТ-42 принимала лишь сдвигающие силы, а весь изгибающий момент крыла воспринимался целиком одними лонжеронами, а имевшиеся продольные стрингеры были разрезаны на нервюрах и служили лишь подкреплением обшивки для сохранения формы крыла. Как и на ТБ-3, крыло было разделено на три основные части — центроплан и две отъемные консоли. Силовой набор крыла выполнялся из двух трубчатых ферменных лонжеронов и ряда ферменных нервюр, воспринимавших всю нагрузку от изгиба крыла. Пояса лонжеронов центроплана, а также корневые трубы поясов лонжеронов консолей выполнялись из высокопрочной хромансилевой стали. К поясам лонжеронов обшивка крепилась не непосредственно, а через промежуточные профилированные ленты, прикрепленные к поясам посредством полых стальных пистонов, установленных снаружи трубы. Концы пистонов, находящихся внутри трубы, имели крестообразные прорези и внутренние утолщения. В отверстия пистонов забивались стержни с заточенными на конус концами, которые разгибали концы пистонов, обеспечивая их плотную посадку. Такими же пистонами закреплялись все силовые узлы надетые на пояса, а также продольные соединения труб. С позиций последующих этапов развития авиационных конструкций все это было весьма нетехнологично и трудоемко.

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.

ТБ-3 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 сверху

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.