С первых дней войны с Германией ТБ-3 наносили удары по целям за линией фронта. Однако нехватка фронтовой авиации вынуждала использовать тяжелые бомбардировщики в тактических целях. Действия на малых высотах, днем и без истребительного прикрытия приводили к многочисленным потерям, несмотря на высокую живучесть самолета. Но в качестве ночных бомбардировщиков подразделения, оснащенные ТБ-3, к тому же, как правило, укомплектованные летчиками достаточно высокой квалификации, действовали сравнительно успешно вплоть до 1943 г. Кроме выполнений функций собственно бомбардировщика, ТБ-3 также широко применялись для перевозок грузов и выброски десанта.

Использовался тяжелый бомбардировщик и более необычными способами. В составе 4-го БАП была создана особая группа, предназначенная для применения ТБ-3 в качестве летающих бомб, управляемых самолетом-наводчиком с помощью разработанной еще перед войной системы (так называемого телемеханического самолета, или ТМС). Но после двух неудачных попыток ударов по мосту через Волгу в районе Калинина и по железнодорожному узлу Вязьма (в первом случае старт самолета не состоялся, во втором ТБ-3, оставленный экипажем, не выполнял радиокоманды) от дальнейшего использования системы отказались.

Более успешным стало применение так называемого звена Вахмистрова, предназначенного для уничтожения малоразмерных наземных целей.

Составной пикирующий бомбардировщик, или «звено СПБ», представлял собой сам ТБ-3 и пару подвешенных под его крыльями истребителей И-16, оснащенных двумя бомбами ФАБ-250 каждый. При выходе на цель истребители отцеплялись от бомбардировщика-авиаматки, производили бомбометание с пикирования и самостоятельно возвращались на свой аэродром.

Созданная к осени 1941 г. эскадрилья в составе 5 авиаматок СПБ совершила за период с конца 1941 до лета 1942 г. 31 успешный боевой вылет. В частности, 13 августа 1941 г. была произведена успешная бомбардировка Чернаводского моста через Дунай. Повреждение моста, не только связывавшего с побережьем основные центры Румынии, но и служившего основой для трубопровода Плоешти—Констанца, через который осуществлялись поставки топлива для вермахта, стало ощутимым ударом для германских вооруженных сил и промышленности.

Составной пикирующий бомбардировщик

И-16 под крылом ТБ-3 в составе «звена Вахмистрова»

Впрочем, говорить о том, что в СССР работа по созданию новых тяжелых бомбардировщиков не велась в принципе, нельзя. Еще в конце 1936 г. в воздух поднялся созданный В. Петляковым и И. Незвалем самолет АНТ-42, или ТБ-7. Хотя конструкция тяжелого бомбардировщика сохраняла ряд технологических особенностей, присущих самолетам старшего поколения, это была машина уже иного уровня – облагороженные очертания, новый профиль крыла, убирающееся шасси, гладкая поверхность обшивки. Поскольку проблема надежного турбокомпрессора советской промышленностью не была решена, в ОКБ Туполева нашли оригинальное решение – для обеспечения высотности двигателей применить агрегат центрального наддува (АЦН), связанный с дополнительным, пятым двигателем, установленным в фюзеляже. Параметры нового бомбардировщика казались достаточно многообещающими – скорость свыше 450 км/ч, высота полета более 11 000 м, дальность 3500 км, бомбовая нагрузка до 4000 кг в сочетании с достаточно мощным оборонительным вооружением – двумя 20-мм пушками ШВАК, двумя 12,7-мм пулеметами УБТ и два 7,62-мм пулеметами ШКАС. Однако решение о массовом выпуске самолета не было принято, а строительство небольшими сериями несколько раз останавливалось, едва начавшись. О причинах этого до сих пор не существует единого мнения. Среди вероятных причин могло быть и несовершенство АЦН (впоследствии выпуск самолетов осуществлялся без установки пятого мотора), и дефицит дюралюминия, являвшегося основным материалом конструкции, и изменение взглядов на концепцию будущей войны – присоединяя новые территории, требовалось не уничтожать промышленные объекты противника, а сохранить их для собственных нужд. В этих обстоятельствах большее значение приобретало развитие фронтовой авиации, что, казалось бы, подтверждал успех гитлеровского блицкрига, главным героем которого стал пикирующий бомбардировщик Ju-87. ТБ-7, с одной стороны, продемонстрировал свою неуязвимость во время визита в Великобританию и США советской делегации во главе с наркомом иностранных дел В. Молотовым в 1942 г. Маршрут перелета проходил над оккупированной Европой, самолет (после гибели В. Петлякова получивший название Пе-8) несколько раз пересек линию фронта, но истребителями люфтваффе не было предпринято даже попыток перехвата. С другой стороны, привлечение ТБ-7 для второго удара по Берлину (первый был нанесен «илами») закончилось полным провалом. Из готовившихся к рейду 10 машин в полет отправились 7, из которых сбросили бомбы на цель 4, а на аэродром базирования вернулся только 1 бомбардировщик. В немалой степени на такой результат повлияла низкая надежность дизельных моторов М-40, установленных на машины первой серии. Тем не менее выпуск небольшого количества самолетов был продолжен (уже с двигателями АМ-35), и ТБ-7 периодически не без успеха совершали налеты на объекты на территории Пруссии, такие как Кёнигсберг, Данциг или Мариенбург, – к примеру, в результате одного из них была разрушена питавшая Данциг электростанция. Одновременно, неся на борту до 30 ФАБ-100, ТБ-7 совершали удары по тактическим целям. Отдельной страницей истории Пе-8 стали бомбардировки с использованием сверхтяжелых бомб ФАБ-5000, первая из которых была сброшена на Кёнигсберг в апреле 1943 г. Всего до весны 1944 г. бомбардировщиками было сброшено 13 таких бомб, преимущественно в районе Орла и Курска, для разрушения железнодорожных коммуникаций и укреплений. ФАБ-5000 была применена также при бомбардировке Хельсинки в 1944 г. В том же году Пе-8, стоявшие на вооружении всего одного полка АДД, были заменены полученными по договору ленд-лиза самолетами В-25.

ТБ-7 (Пе-8)

«Mistel-1»: Ju-88 и Bf-109

«Mistel-2»: Ju-88 и Fw-190А

Идею использовать в качестве летающей бомбы начиненный взрывчаткой тяжелый самолет более успешно, чем в СССР, реализовали в Германии. В 1943 г. здесь был создан комплекс «Мистель» («Омела»), известный также под наименованием «Фати унд Зон» («Папа и сын»). Основу комплекса представлял бомбардировщик Ju-88. Носовая секция фюзеляжа бомбардировщика, предназначенная для размещения экипажа, обычно заменялась боевой частью массой 3,8 т с кумулятивным зарядом и массивным роговым выступом, пробивающим бетонные укрепления. В отличие от советского ТМС, оставляемого экипажем уже в воздухе, «Мистель» управлялся в полете пилотом истребителя, зафиксированного «на спине» бомбардировщика. Над объектом летчик переводил связку в пологое пикирование, отцеплялся, и неуправляемый самолет-бомба самостоятельно пикировал на цель. Первоначально на роль носителя планировался Bf-109, но большинство выпущенных в количестве около 250 экземпляров «мистелей» имели в своем составе Fw-190А. На начало 1945 г. люфтваффе намечалось проведение операции «Айзенхаммер» («Железный молот»), которая предусматривала уничтожение с помощью «мистелей» до 30 тепло– и гидроэлектростанций в окрестностях Москвы. Однако операция не была осуществлена – в результате наступления советских войск большинство аэродромов в Восточной Пруссии, предназначавшихся для старта комплексов, оказались в руках Красной армии.