Еще в ходе проектирования и испытаний первых двух прототипов одного из лучших фронтовых бомбардировщиков Второй мировой войны самолета Ту-2 как разработчиками новой машины, так и заказчиками рассматривалась возможность использования базовой конструкции самолета «58» («103») для проектирования многоцелевого скоростного двухмоторного самолета-истребителя с мощной системой наступательного и оборонительного стрелково-пушечного вооружения.
В заключении к «Акту по результатам Государственных испытаний самолетов „103“ и „103У“, проходивших в НИИ ВВС с 29.01.41 г. и с 15.05.41 г.», утвержденным в июле 1941 года Главкомом ВВС РККА П. Ф. Жигаревым и наркомом авиационной промышленности СССР А. И. Шахуриным, отмечалось:
«Самолет „103“, имеющий скорость современного истребителя, прошедший 1-й этап Государственных испытаний, рекомендовать к постройке в качестве многоцелевого самолета, способного выполнять задачи бомбардировщика и истребителя, для чего необходимо усилить его пушечное вооружение и броневую защиту…»
Реалии начавшейся войны с Германией, отсутствие в составе ее ВВС на нашем фронте значительного количества дальних бомбардировщиков, а также острая потребность фронта в больших количествах сравнительно дешевых тактических боевых самолетов, отодвинули проблему проектирования многоцелевого тяжелого истребителя сопровождения на базе Ту-2 на более поздний срок.
Свертывание в 1942 году серийного производства самолета Ту-2 на Омском заводе № 166, возвращение ОКБ А. Н. Туполева в Москву из Омска и работы по внедрению в серию улучшенного самолета Ту-2С на московском заводе сдвинули продолжение работ по многоцелевым вариантам Ту-2, в том числе и над проектами тяжелых истребителей, почти на год.
В мае 1944 года ОКБ А. Н. Туполева, решением ГКО от 22 мая 1944 года, поручается постройка скоростного дневного бомбардировщика СДБ с двумя двигателями типа АМ-39 (самолет «63»). На базе бомбардировочного варианта предусматривалось создание ночного истребителя-перехватчика.
Первый экземпляр СДБ — самолет «63/1» представлял собой модификацию опытного самолета «103» с двумя двигателями АМ-37. Задачей первой машины СДБ была отработка новой силовой установки и проверка самой концепции модификации.
При проектировании второго самолета «63/2» по распоряжению Туполева был глубоко проработан вариант использования самолета в качестве истребителя-перехватчика. В июле 1944 года был готов эскизный проект самолета.
Самолет «63/2» создавался как скоростной бомбардировщик, который в тактическом плане должен был соответствовать английскому бомбардировщику «Москито», отличаясь от него мощным вооружением. Помимо основного бомбардировочного варианта ОКБ подготовило его фоторазведывательный и истребительный варианты. По мнению ОКБ, высокие скорости полета, особенно на больших высотах, позволяли самолету «63/2», при установке пушечного вооружения, перехватывать и уничтожать скоростные высотные бомбардировщики противника.
В варианте истребителя переднее стрелково-пушечное вооружение, состоящее из двух крыльевых пушек ШВАК-20, усиливалось за счет монтажа в передней части бомбоотсека дополнительного пушечного вооружения: двух пушек НР-45 с боезапасом по 50 снарядов на ствол и двух пушек НС-37 с боезапасом по 50 снарядов на ствол; или двух пушек ВЯ-23 (вместо НР-45) с боезапасом по 70 снарядов на ствол.
Важнейшей компонентой нового истребителя-перехватчика должна была стать радиолокационная станция (РЛС). К 1944 году отечественная радиотехническая промышленность достигла определенных результатов в создании бортовых самолетных РЛС. В серийное производство была запущена станция «Гнейс-2».
Следующим шагом стала разработка бортовой станции «Гнейс-5».
По отзыву ГК НИИ ВВС, «Гнейс-5» по своим тактико-техническим параметрам не уступала английской бортовой РЛС аналогичного назначения, а по дальности действия и радиусу мертвой зоны даже превосходила ее.
К освоению радиолокационной техники ОКБ А. Н. Туполева приступило в 1944 году. Прежде всего решено было установить опытные отечественные РЛС типа ПНБ-4 и «Гнейс-5» на два серийных самолета Ту-2 с одновременным усилением их пушечного вооружения.
Одновременно в ОКБ для руководства основных подразделений был организован цикл лекций по новой радиолокационной технике. Туполев в 1944 году обратился к члену-корреспонденту, а позднее академику А. И. Бергу[52], возглавлявшему работы по радиолокации и занимавшему пост заместителя председателя совета по радиолокации (председателем был кандидат, а в послевоенные годы член Политбюро Г. М. Маленков), со следующей просьбой по телефону:
52