Два фюзеляжа ДБ – ЛК являлись прямым продолжением гондол двигателей. В левом фюзеляже размещались пилот и кормовой стрелок, в правом – штурман и второй кормовой стрелок. Управление самолетом двойное, основное у летчика и дублирующее у штурмана.

Основное шасси состояло из двух консольных стоек с колесами размером 900×300 мм. Каждая стойка убиралась в полете в отдельный фюзеляж, в отсеки ближе к оси самолета. Костыльное колесо неубираемое, заключено в подвижный обтекатель, являющийся частью вертикального киля.

Максимальная бомбовая нагрузка ДБ – ЛК составляла 2000 кг и могла вся размещаться на внутренней подвеске. Бомбовые отсеки, вмещавшие до 1000 кг бомб, занимали внешнюю часть фюзеляжей, поэтому кабины пилота и штурмана были смещены внутрь, в сторону оси самолета. В передней части центроплана размещались держатели внешней подвески, позволяющие устанавливать две крупногабаритные бомбы по 1000 кг.

Стрелковое вооружение ДБ – ЛК состояло из пяти оборонительных установок с шестью пулеметами ШКАС калибра 7,62 мм. Передняя установка представляла собой спарку ШКАС, смонтированную на поворотном лафете в носке центроплана. Управление пулеметами осуществлялось при помощи дистанционного привода из кабины штурмана. Установка имела специальный следящий копир, позволяющий при стрельбе огибать диски вращающихся воздушных винтов. Это устройство обеспечивало сектора обстрела 20° вверх и 12° вниз по вертикали и до 20° в стороны по горизонтали.

Совершенно оригинальной была защита кормовой части бомбардировщика. Она состояла из двух средних установок на вертикальных турельных кольцах. Вращение установок осуществлялось в пределах 180° с помощью рычага управления и небольших крылышек снаружи, названных аэродинамическими двигателями. В верхней части этих, почти полностью застекленных фрагментов, в выступающем фонаре, по специальному рельсу перемещался пулемет ШКАС. Щель, образующаяся при движении пулемета, закрывалась прозрачной шторкой, которая, в свою очередь, наматывалась на барабан. Пол стрелков в обоих фюзеляжах являлся неподвижным элементом, пространство под ним, занятое сборниками отстрелянного боезапаса, было единственной непрозрачной частью установки. Продолжением средних стрелковых точек были кормовые конусные установки, в которых размещалось еще по одному пулемету ШКАС. Эти установки вращались вручную, имели сектора обстрела вверх и в стороны 60°, вниз – 85°.

Постройка ДБ – ЛК на заводе № 156 в основном завершилась к 1 сентября 1939 г. Для проведения испытаний самолет перевезли на аэродром НИИ ВВС в Щелково, где его собрали, провели отработку систем управления и оборудования. В ноябре начались пробные руления и пробежки по аэродрому.

Нужно отметить, что в период 1934—36 гг. самолеты, выполненные по схеме «летающее крыло», вызывали у летчиков искренний профессиональный интерес и даже любопытство. Однако испытания различных аппаратов бесхвостой схемы, проведенные в этот период (прежде всего самолетов К-12 Калинина и БИЧ-14 Черановского), не выявили у них действительно выдающихся полетных качеств. Серьезные проблемы с обеспечением полетной устойчивости и управляемости требовали значительных доработок и долговременных исследований «летающих крыльев». Возможно, поэтому прибытие ДБ – ЛК на щелковский аэродром не вызвало ни восторгов, ни удивления. Согласно воспоминаниям летчика – испытателя П. М. Стефановского персонал испытательного института весьма скептически отнесся к появлению на летном поле самолета Беляева и даже окрестил его «курицей». Назначенный ведущим летчиком по испытаниям ДБ – ЛК М. А. Нюхтиков довольно осторожно проводил первые рулежки. 14 ноября 1939 г. ДБ – ЛК опробовал лично начальник НИИ ВВС, бригадный инженер А. И. Филин. Во время проведения скоростной пробежки он выскочил на окраину аэродрома и на скорости 240 км/ч налетел на припорошенный снегом пенек спиленного дерева. В результате столкновения левая стойка шасси оторвалась, последующие за этим разворот и клевок на нос вырвали хвостовое колесо вместе с обтекателем и смяли воздушные винты. Рассмотрев происшествие, аварийная комиссия признала прочность одностоечного шасси ДБ – ЛК недостаточной и обязала конструктора его доработать. Впрочем, причина крылась вовсе не в слабом шасси. Дело в том, что аэродром НИИ ВВС, спешно допущенный к эксплуатации в 1932 г., спустя время перестал удовлетворять своими размерами, и в 1939 г. предприняли его дополнительное расширение – заравнивались окраинные ямы, спиливались деревья. Вот на один такой неубранный по осени пенек и налетел Александр Иванович Филин во время первых испытаний ДБ – ЛК.

Произошедшая авария усилила позиции противников оригинального аппарата, однако работы по нему не закончились. Самолет отвезли на завод, где отремонтировали и кое-что улучшили в соответствии с рекомендациями летчиков. В начале 1940 г. ДБ – ЛК вновь вывезли на аэродром, где его испытания продолжились. Летчик Нюхтиков уже не только рулил, но и приподнимался в воздух. Сложность первых попыток отрыва от земли заключалась в определении режимов его поведения в воздухе, особенно на взлете. При проведении одной из попыток отрыва от земли закрылок центроплана ошибочно оказался установлен в посадочное положение и машина резко взмыла почти вертикально. Участники испытаний и очевидцы застыли в ужасе, ожидая сваливания на крыло, однако самолет плавно опустил нос, а затем коснулся земли. Положение спасли предкрылки, которые в момент достижения критического полетного угла автоматически открылись.

Авария ДБ-ЛК 14 ноября 1939 г.

Длительные испытания и особенно затягивание первого вылета привели к тому, что в Наркомате авиапромышленности встал вопрос о прекращении опытов с ДБ – ЛК. Долгое ожидание полноценных полетов нервировало Беляева, 4 февраля он обращается к заместителю наркома А. С. Яковлеву с просьбой предоставить другого летчика взамен Нюхтикова. Неделей позже с подобным обращением к начальнику НИИ ВВС Филину обратился заместитель начальника 11–го Главного управления Леонтьев. Однако желающих облетать необычный самолет не находилось.

И тут ДБ – ЛК неожиданно полетел. 8 марта 1940 г. на аэродроме в Чкаловской велись плановые руления и подлеты самолета. Управлял самолетом М. А. Нюхтиков, в правой кабине находился военный инженер Т. Т. Самарин. После выполнения двух подлетов, в третьей попытке ДБ – ЛК неожиданно набрал высоту, сделал два круга над аэродромом и благополучно приземлился. Виновник события Михаил Александрович Нюхтиков так объяснил происшествие (текст приведен по стенограмме): «Отрулив в конец аэродрома, я произвел разбег, установил рули, как и прежде по направлению и оторвался для подлета… Оторвался, стал сбавлять газ, чувствую, машина летучая… идет совершенно спокойно, садиться нужды нет. Когда я пошевелил рулями, машина на мои движения отвечала совершенно точно. Прикинул, посмотрел, на доворот не решился, так как не знаю, как машина ведет себя на довороте, поэтому решил на небольшом газу уйти. Прибавил газ и стал набирать высоту, следя все время за машиной, имея в виду, что если что-то неблагополучно, прямо сажать машину. Вижу, машина идет нормально, тогда развернулся назад, вывел, сбавил газ и стал подходить на газу, чтобы не разболтать машину. Заметил, что при медленном снижении машина начала вести себя лучше, спокойнее. При выравнивании машина опять стала более чуткой. С небольшим газом я подвел машину и сел. Вот и все, что случилось».