Следовало создать тяжелый дальний бомбардировщик в двух вариантах: один высотный, другой невысотный, причем высотный вариант был предпочтительней. Самолет бы пролетал выше зоны действия артиллерии ПВО и истребителей противника. Но для высотного варианта следовало снабдить двигатели дополнительным воздухом, поскольку атмосфера на большой высоте разрежена и двигатель «задыхается». Выход нашли следующий — в корпус поставили специальный, пятый мотор, который использовался как нагнетатель.
Председателем макетной комиссии по самолету был М.Н. Тухачевский — заместитель наркома обороны, отвечающий за техническое оснащение Красной Армии. Тухачевский не ограничился изучением бумаг — он лично облазал макет, осмотрел рабочие места всех членов экипажа, вращал макеты пушек, оценивал углы обстрела и обзора из кабин, удобство работы штурмана и радиста, летчиков и стрелков. В самолете был реализован целый ряд его предложений. В дальнейшем Тухачевский лично следил за постройкой самолета.
На самолете предполагалось поставить моторы КБ К.В. Микулина М-34. Чтобы пятый мотор вписался в фюзеляж, выбрали его меньших габаритов — двигатель В.Я. Климова М-100.
Когда самолет начал воплощаться в металле, Петлякову его вид не понравился: четыре мотора— четыре набора радиаторов под двигателями. Это большое лобовое сопротивление.
— А не переделать ли компоновку? — предложил он своему заместителю Иосифу Фомичу Незвалю.
— Каким образом?
— Давай повесим их попарно, пакетом под двумя моторами, ближайшими к фюзеляжу, а с крайних снимем.
Машину изменили, и в новом виде начали готовить к испытаниям. Первый вылет состоялся в конце декабря 1936 года. Впервые подняли в воздух новый самолет испытатели М. Громов и Н. Рыбко. Бомбардировщик показал себя в воздухе хорошо, но в дальнейшем начались неприятности: заводской летчик в одном из испытательных полетов основательно повредил самолет, а потом началась реконструкция Центрального аэродрома и испытателей попросили покинуть территорию, затем вдруг лег на операцию Незваль.
К лету 1937 года ремонт поломанной машины окончился. Испытания, которые проводились Стефановским, взял под свой личный контроль начальник ВВС Алкснис.
Тем временем Петляков отправился в США в составе технической комиссии, в которую входили А.Н. Туполев и начальник ЦАГИ Н.М. Харламов. Осенью тридцать седьмого года техническая комиссия вернулась на Родину. В Америке комиссией была приобретена лицензия на постройку в СССР великолепного пассажирского самолета «Дуглас DC-3».
Сразу по возвращении Петляков спросил Незваля о ходе испытаний. Тот ответил:
— Летчики вроде довольны, машина летает прилично, но вот необходимой скорости не добирает.
— И сколько?
— Километров шестьдесят.
— Как думаешь, в чем причина?
— Ума не приложу. Будем разбираться, искать.
Разбираться уже пришлось без Петлякова. Его арестовали. Арестовали и многих его сотрудников. Работы прервались.
Долгое время Соединенные Штаты Америки уступали Советскому Союзу в создании многомоторных машин. При царе Россия была лидером в мире, благодаря Сикорскому с его дальним бомбардировщиком «Илья Муромец». В 1920-е годы СССР в число лидеров выдвинул Туполев, благодаря двухмоторному ТБ-1. После рекордного перелета ТБ-1 в Америку американцы скопировали этот самолет. С ТБ-1 они начинали — а в 1937 году американцы ушли в стремительный отрыв. Именно в этом году на вооружение американской армии поступил четырехмоторный тяжелый бомбардировщик B-17, «Флайинг фортресс» («летающая крепость»). Его характеристики были весьма хороши, а в дальнейшем, по мере роста мощности двигателей, улучшались еще больше. Хотя серийное производство началось в 1939 году, первой по-настоящему массовой серией стала появившаяся в 1941 году модификация B-17Е.