Эволюция бомбардировочной авиации направлялась в основном на рост размеров и веса машин. Они должны были нести все больше бомб, пушек и пулеметов. В соответствии с этим в технических заданиях на новые бомбардировщики требования выстраивались по важности следующим образом: грузоподъемность, дальность полета, организация сферического обстрела (хотели, чтобы с каждого направления атакующий истребитель встречал, по крайней мере, один пулемет или пушка), а уж потом скорость. При этом оговаривались небольшие дистанция разбега и посадочная скорость — в стране было немного приличных аэродромов. Попытки выполнить последнее требование при малой мощности двигателей того времени неизбежно приводили к увеличению количества моторов и наращиванию площади крыла.

Бомбовую нагрузку меряли десятками тонн. Большая часть ее должна была располагаться внутри на кассетных и балочных держателях, но крупные бомбы (калибром в 1000 кг и 2000 кг — больше тогда не имелось) собирались нести на наружной подвеске, и лишь на самых больших машинах — внутри.

Как правило, во всех проектах гигантских бомбовозов предусматривалось химическое вооружение, которому придавалось все большее значение, причем не только наступательное, но и оборонительное. К первой группе относились химические бомбы разных типов и выливные приборы. Большая грузоподъемность летающих монстров позволяла нести огромные баки, что позволяло обеспечить значительный расход отравляющих веществ и сделать эффективным полив со средних и даже больших высот (при маленьком расходе и атаке с высоты концентрация яда на местности получалась недостаточной для поражения людей и животных). Оборонительными считались устройства для постановки завес за хвостом самолета — «баллоны самообороны». Ведь тогда кабины истребителей были открытыми; не успел пилот натянуть противогаз — готов... Предусматривалась и постановка дымовых завес на местности. Для этого бомбовоз мог нести специальные приборы, из которых распылялась дымообразующая смесь, постепенно оседавшая вниз. Дымовые завесы могли ставиться для маскировки войск на земле и для защиты самого бомбардировщика, скрывая его от истребителей противника.

Экипажи бомбардировщиков становились все более многочисленными, напоминая по структуре команды боевых кораблей. Обслуживание самолета-гиганта в воздухе при почти полном отсутствии автоматики требовало от 10 до 40 человек. В это число, как правило, входил освобожденный командир бомбовоза (на ТБ-3 его функции выполнял первоначально штурман-навигатор, позже — первый пилот). Экипаж делился на подразделения со своими командирами. Например, за стрелково-пушечное вооружение отвечал старший артиллерист. На самых больших машинах огневые точки, как на корабле, группировались в плутонги со своими командирами. Мотоустановкой занимался старший механик, в штате которого могло быть до десятка подчиненных. Размеры бомбовоза позволяли им свободно перемещаться по фюзеляжу и крылу, обслуживая его двигатели, как судовые машины. На некоторых самолетах предусматривались «дублеры» ключевых специалистов. Иногда в экипаж включали фельдшера для оказания в полете помощи раненым и больным, а на калининском К-7 имелся даже боцман!

При этом самолеты оставались сравнительно тихоходными, низковысотными, и по мере роста размеров теряли в маневренности. Во всех заданиях на машины подобного класса предусматривалась максимальная скорость до 200 — 250 км/ч и практический потолок не более 5000 м. К 1934 г. эти цифры несколько подкорректировали: требуемая максимальная скорость для ряда типов возросла до 300 — 330 км/ч, потолок подняли до 7000 м, а дальность — до 3000 — 3500 км.

Это приводило к тому, что рациональным оставалось применение крыла с толстым профилем. Оно давало большую подъемную силу и обеспечивало необходимое пространство для размещения большого количества топлива и бомбовой нагрузки.

Маленькие скорости приводили и к специфическому подходу к аэродинамике. «Вылизывание» поверхностей в этом диапазоне не давало, по сути, никакого выигрыша. Поэтому нормой являлись громоздкие неубирающиеся шасси, гофрированная обшивка, открытые кабины и неэкранированные турели, а также множество выступающих в набегающий поток деталей.

Облегчение взлета перегруженных машин собирались осуществить «газовыми агрегатами» (ракетными ускорителями, их реально делали для ТБ-1 и ТБ-3), дополнительными съемными мотоустановками и специальными самолетами-«тягачами» (оставшимися только в фантазиях командования ВВС).

Для всех тяжелых бомбардировщиков предусматривалось второе назначение — военные перевозки, в том числе воздушно-десантные операции. При этом требовалось иметь достаточно места в фюзеляже и толстом крыле для размещения солдат, вооружения, а иногда и военной техники вплоть до подвески в бомбоотсеке танкеток и легких танков. Иногда оговаривалась возможность наружной подвески громоздких грузов: обычных и бронированных автомобилей, артиллерийских орудий, танков, а также специальных десантно-высадочных средств. При использовании для выброски парашютистов конструкторы обязаны были подготовить достаточное количество люков, чтобы люди покинули самолет за минимальное время и приземлились компактной группой.

Трудности с дефицитными материалами приводили к тому, что в заданиях часто ограничивалось применение в конструкции самолета легких сплавов. Следствием этого являлся упор на ферменные каркасы из стальных труб, закрытые сверху не несущей обшивкой, как правило, гофрированной. Гофрированная обшивка являлась и следствием того, что гладкую делать хорошо тогда просто не умели: она получалась неровной, с морщинами и «хлопунами» (это вроде пузыря — нажал, и он со щелчком выгибается в другую сторону).

Считалось, что лучшей защитой медленно летящей армады бомбовозов станут их пушки и пулеметы плюс огневая мощь «крейсеров». По воззрениям стратегов того времени, для успешной атаки тяжелого бомбардировщика требовалось больше истребителей, чем у него имеется огневых точек. А этих точек собирались наделать много. В заданиях предусматривалось от восьми до 16 стволов на самолет в одиночных и спаренных установках. Они должны были обеспечить уже упоминавшийся сферический обстрел. К привычным уже пулеметам винтовочного калибра собирались добавить крупнокалиберные. Пушечное вооружение (с автоматическими пушками калибра 20 мм, 25 мм или 30 мм) считалось обязательным для большинства типов тяжелых бомбардировщиков. Иногда намеревались организовать централизованное управление огнем всех установок со специальных постов, как на корабле.

Живучесть самолета, по замыслу, обеспечивали уже сами его размеры. Действительно, габариты машины неизбежно должны были отразиться и на размерах ее конструктивных элементов. Лонжероны и нервюры — выше человеческого роста, шпангоуты фюзеляжа — из толстых труб или массивных профилей. Истребители тогда обычно вооружались двумя-четырьмя пулеметами калибра 7,5 мм, 7,62 мм, 7,7 мм или 7,9 мм. Такой пулей стальную трубу диаметром миллиметров в 70 не перешибешь. Моторов много: вывели из строя один, второй — но ведь осталось еще штук шесть- восемь... Уязвимое место у всех «линкоров» и «дредноутов» было одно — бензобаки. Ни в одном задании, ни в одном проекте они не протектировались, заполнение свободного пространства нейтральным газом для уменьшения пожароопасности не предусматривалось. Зато нередко от конструкторов требовали организовать слив части горючего в воздухе. Сверхтяжелый бомбовоз с предельным весом мог взлететь, но удара при посадке шасси бы не выдержало. Для облегчения машины и нужно было сливать бензин.