Тем временем «Боинг» приступил к работе над «моделью 341». Новый самолет проектировался с августа 1939 года. Машина, прозванная супербомбардировщиком, получила крылья размахом 37,97 м и профилем «Боинг 115». Этот новейший профиль позволял почти вдвое повысить удельную нагрузку на крыло по сравнению с нагрузкой на крыло у В-17. Чтобы максимально облагородить аэродинамику все наружные элементы конструкции вплоть до антенн, навигационных огней и разбрызгивателей антиобледенителя приспособили к форме планера. Обшивка самолета крепилась заклепками с плоскими головками. 5 декабря 1939 года начались работы над конструкторским макетом «модели 341».
В начале 1940 года в штабе генерала Арнольда и в Материел-Комманд на аэродроме Райт-Филд шли работы над запросом R-40B и спецификацией ХС-218, содержащими требования к новому стратегическому бомбардировщику. Дальность полета бомбардировщика увеличили до 5333 миль (8580 км), а его максимальная скорость и бомбовая нагрузка должны были быть выше, чем у В-17. Оба документа удалось согласовать в течение 30 дней. 29 января 1940 года генерал Иколз разослал копии R-40B в четыре фирмы: «Боинг Эйркрафт Компани» (Сиэтл, штат Вашингтон), «Консолидейтед Эйркрафт Корпорейшн» (Форт-Уорт, штат Техас), «Дуглас Эйркрафт Компани» (Санта-Моника, штат Калифорния) и «Локхид Эйркрафт Компани» (Бербенк, штат Калифорния.
«Боинг», который получил документ 5 февраля 1940 года, был готов лучше конкурентов. В основу нового проекта – «модель 345» – положили уже проработанную «модель 341». Инженеры из Сиэтла должны были учесть дополнительные требования военных, касавшихся оснащения самолета протестированными баками и усиленного оборонительного вооружения. Протестированные баки увеличили массу самолета на 3000 фунтов (1361 кг). Это потребовало увеличить объем топлива на 2000 фунтов (907 кг), чтобы сохранить дальность действия самолета. Аналогично обстояло дело с усилением вооружения. Дополнительные пулеметы весили 2500 фунтов (1134 кг), что потребовало увеличить запас топлива на 1600 фунтов (726 кг). Представленная на суд военно-воздушного корпуса «модель 345» представляла собой четырехмоторный среднеплан, размеры которого превышали размеры «модели 341». При переходе от «модели 334А» к «модели 341» фюзеляж удлинили на 5 футов (1,52 м). У «модели 345» фюзеляж удлинили еще на 6,5 футов (1,98 м), в результате его общая длина достигла 93 футов (28,35 м). Размах крыльев составлял 141 фут 3 дюйма (43 м). Так как масса планера заметно увеличилась, пришлось увеличить и мощность двигательной установки. Четыре двигателя «Пратт-энд-Уитни R-2800» заменили четырьмя двигателями «Райт-Циклон R-3350», суммарная мощность которых равнялась мощности пяти R-2800. Экипаж из 12 человек предполагалось разместить в гермокабинах. Шасси с тремя стойками имело по два колеса на каждой стойке. Вооружение находилось в пяти турелях, в каждой из которых стояло по два 12,7-мм пулемета. Дополнительно в хвостовой башне предполагалось установить 20-мм пушку. Максимальная бомбовая нагрузка равнялась трем максимальным нагрузкам бомбардировщика В-17.
Фирма «Консолидейтед Эйркрафт», известный производитель тяжелых летающих лодок, а также бомбардировщика В-24, ответила на документ R-40B проектом «модель 33». Новый самолет представлял собой дальнейшее развитие бомбардировщика «В-24 Либерейтор». На самолете планировалось использовать крыло Дениса (имевшее значительное удлинение и высокий каплевидный профиль), а также двойное хвостовое оперение с шайбами эллиптической формы. Другой особенностью, доставшейся самолету от В-24, был двухкамерный бомбовый отсек, закрывавшийся раздвижными шторками с электроприводом. Фюзеляж имел сигарообразную форму, носовая и хвостовая оконечности получили полное остекление. Там находились герметичные кабины экипажа. Оборонительное вооружение размещалось в турелях, управляемых дистанционно. В нерабочем положении турели убирались внутрь фюзеляжа. Хвостовую огневую точку обслуживал находившийся там стрелок. Всего «модель 33» несла 14 пулеметов калибра 12,7 мм с общим боекомплектом 7000 выстрелов и две 20-мм пушки с боекомплектом 200 выстрелов. Бомбовая нагрузка достигала 20000 фунтов (7072 кг). Двигательная установка состояла из четырех моторов «Райт Циклон R-3350-13» мощностью по 2200 л.с./1618 кВт, агрегатированных с трехлопастными винтами. Размах крыльев 41,15 м, площадь 132,11 м2, общая длина самолета 25,30 м, высота 6,35 м. Сухая масса 29466 кг, взлетная масса 46114 кг. Максимальная скорость до 605 км/ч, посадочная скорость 154 км/ч, практический потолок 9357 м, нормальная дальность полета на крейсерской скорости 402 км/ч – 7160 км. Экипаж из 6-11 человек.
«Дуглас Эйркрафт» представил на конкурс «модель 423». Отправной точкой проекта послужил транспортный DC-4. Хотя этот самолет перед войной не получил признания и даже был продан… в Японию, после начала боевых действий на его базе создали транспортный «С-54 Скаймастер». Заметное влияние на проект оказал и гигантский прототип «Дуглас ХВ-19». Фюзеляж сигарообразной формы был очень тонкий относительно крыльев. Экипаж предполагалось разместить в гермокабинах. Места первого и второго пилотов планировалось вынести под каплевидные фонари (как на истребителях). Сразу за ними находилось прикрытое прозрачным колпаком место стрелка, дистанционно управлявшего двумя пулеметными турелями. В каждой турели стояло по два 12,7-мм пулемета. В хвостовой огневой точке планировалось установить спаренную 37-мм пушку, также управляемую дистанционно. Бомбовая нагрузка составляла 11340 кг.
Размах крыла 63,09 м, площадь 306,6 м2, длина фюзеляжа 35,74 м, высота 12,32 м, сухая масса 49533 кг, взлетная масса 79834 кг, взлетная масса в перегруз 89813 кг. Двигательную установку составляли четыре двигателя «Пратт-энд-Уитни К-4360 Уосп-Мейджер» мощностью по 3000 л.с./2206 кВт.
«Локхид» начал проектировать бомбардировщик, оттолкнувшись от транспортного самолета «модель 49», который позднее получил известность в виде военных транспортных самолетов С-69 и С-121 и гражданского самолета «Констеллейшн». Отпочковавшийся проект супер-бомбардировщика обозначили как «модель 51». Самолет представлял собой четырехмоторный низкоплан с характерным тройным хвостовым оперением. Нос фюзеляжа удлиненной формы имел значительную площадь остекления. Пулеметно-пушечное вооружение размещалось в четырех турелях на фюзеляже (по два 12,7-мм пулемета в каждой) и хвостовой огневой точке (два 12,7-мм пулемета и 20-мм пушка). Двигательная установка состояла из четырех моторов «Райт Циклон R-3350-13» мощностью по 2200 Л.С./1618 кВт. Размеры «модели 51» почти не отличались от размеров транспортной «модели 49». Размах крыла 37,49 м, площадь крыла 153,39 м2, длина 31,77 м, высота 7,25 м. Самолет мог брать до 68459 л топлива, максимальная бомбовая нагрузка 13113 кг. Сухая масса самолета 23462 кг, взлетная масса 39010 кг. Расчетная максимальная скорость 724 км/ч, практический потолок 12190 км, дальность при крейсерской скорости 386 км/ ч – 5438 км. Экипаж 7 человек.
Представленным проектам военные присвоили официальные обозначения: «Боинг» – ХВ-29, «Локхид» – ХВ-30, «Дуглас» – ХВ-31, «Консолидейтед» – ХВ-32. 4 июня 1940 г ода генерал Арнольд уведомил фирмы «Боинг» и «Локхид» в том, что им следует создать фанерные макеты самолетов в полную величину и доставить их на аэродром Райт-Филд. 24 августа фирма «Боинг» получила 3615000 долларов на постройку двух прототипов ХВ-29 (41-002 и 41-003), а также одного планера для статических испытаний.
Тем временем «Локхид» прекратил свое участие в конкурсе, а на освободившееся место фирма «Консолидейтед» выдвинула свой проект ХВ-32 («модель 33»). 6 сентября фирма «Боинг» заключила контракт АС 15429 на постройку двух прототипов ХВ-29. 14 декабря 1940 года был заключен дополнительный контракт АС 15429-1, касавшийся постройки третьего прототипа (41-18335). 6 сентября контракт заключила и фирма «Консолидейтед». Ей следовало построить два прототипа ХВ-32 (41-141 и 41-142). Было решено, что работу над проектами обе фирмы будут вести независимо. Программа ХВ-32 заметно отставала от ХВ-29. Она увенчалась появлением бомбардировщика «В-32 Доминатор», который успел поучаствовать только в самых последних сражениях войны на Тихом океане.
ХВ-29
В тот момент, когда подписывался контракт на создание прототипов ХВ-29, бомбардировщики люфтваффе уже бомбили Лондон. Предполагая возможность войны с Германией, американцы рассматривали возможный сценарий с капитуляцией Великобритании. При этом необходимость иметь дальний стратегический бомбардировщик не вызывала никакого сомнения.
Первым этапом создания «Модели 345» стали исследования в аэродинамической трубе. К программе подключили лаборатории Вашингтонского университета. Калифорнийского технологического института и Национального вспомогательного комитета по аэронавтике. Исследования завершили к апрелю 1941 года. В Сиэтле к тому времени из бальзы изготовили макет самолета в натуральную величину, а также завершили создание монтажных чертежей. В начале апреля 1941 года офицеры военно-воздушного корпуса осмотрели макет.
16 июня 1941 года поступил заказ на 14 предсерийных машин, обозначенных как YB-29. 6 сентября 1941 года «Боинг» подписал контракт на выпуск 250 серийных машин В-29. Начало войны на Тихом океане подстегнуло работу над прототипами и подготовку серийного производства.
В сентябре 1942 года из сборочного цеха «Завода № 2» в Сиэтле выкатили первый прототип ХВ-29 (41-002). Самолет оснастили двигателями «Райт-Циклон R-3350-13» с трехлопастными винтами «Гамильтон Стандард Гидромейтик» диаметром 17 футов (5,18 м). Самолет получил стандартный камуфляж ВВС США (с 20 июня 1941 года авиационный корпус выделился в самостоятельный род войск) Dark Olive Drab/Neutral Grey. Характерными чертами, отличавшими ХВ-29 от серийных машин были две трубки Пито на киле и каплевидный «командир-ский купол» (commander dome) на крыше фюзеляжа сразу за остеклением передней кабины.
21 сентября 1942 года, через две недели после пробной рулежки и небольших подлетов, самолет совершил первый настоящий полет. В 15:40 по местному времени машина оторвалась от взлетной полосы на аэродроме Боинг-Филд. За штурвалом ХВ-29 сидел один из лучших испытателей фирмы Эдмунд Т. Аллен. В 16:45 самолет благополучно приземлился. В одном из последующих полетов полковник Доналд Л. Патт удостоверился, что ХВ-29 пилотировать легче, чем В-17.
Первоначально испытания шли благополучно. До 2 декабря 1942 года первый прототип налетал 17 часов 55 минут. На очереди стоял полет на высоте 25000 футов (7620 м). В ходе полета появились проблемы с двигателями «Райт Циклон». 28 декабря 1942 года два мотора отказали, когда ХВ-29 находился на высоте 2070 м. Когда самолет сел, вышедшие из строя моторы заменили новыми. Но через неделю последовал новый отказ. 30 декабря 1942 года в воздух поднялся второй прототип ХВ-29 (41-003). Его также пилотировал Эдди Аллен. И на этом самолете вскоре отказал в воздухе двигатель.
На высоте 900 м загорелся двигатель № 4. Система пожаротушения, установленная в мотогондоле, справиться с пожаром не смогла. Горящий самолет сел на аэродроме Боинг-Филд, где лишь пожарный расчет сумел справиться с огнем. 31 января 1943 года на высоте 6096 м отказал двигатель № 2, а 17 февраля обнаружили утечку топлива в районе двигателя № 4. 18 февраля 1943 года второй прототип ХВ-29 должен был совершить очередной полет. В 10:40 экипаж приступил к стандартной проверке самолета. Место первого пилота занял Аллен, вторым пи-лотом был Роберт Дансфилд, бортмехаником — Фриц Мои, мотористом — Роберт Максфилд, оператором регистрирующей фотоаппаратуры — Барлкей Хеншоу, и радистом — Гарри Ролстон. Кроме того, на борту самолета находились аэродинамик Винсент Норт и четверо инженеров: Раймонд Бейзел, Чарльз Блейн, Томас Ланкфорд и Эдвард Уэрсби. Самолет оторвался от взлетной полосы около 12:11 и быстро набрал высоту 1524 м. В 12:16 вспыхнул пожар в гондоле двигателя № 1. Аллен тут же перекрыл подачу топлива к двигателю и перевел его винт в режим авторотации. Мои закрыл жалюзи воздухозаборника и направил в двигательный отсек углекислый газ. В 12:21 Аллан сообщил о случившемся на аэродром, запросил разрешение на аварийную посадку. В 12:24 самолет пролетел на высоте 460 метров над мостом Лейк-Вашингтон-Бридж. Один из членов экипажа предупредил Аллена о том, что пожар охватил все левое крыло самолета. В тот момент, когда языки пламени ворвались в фюзеляж, машину покинул радист Гарри Ролстон. Падая, он ударился о провода ЛЭП. Ролстон погиб на месте, обесточив при этом всю южную часть Сиэтла. Инженер Эдвард Уэрсби выпрыгнул с парашютом спустя минуту. Но ему не хватило высоты, чтобы раскрыть парашют. Еще через пять минут самолет врезался в пятиэтажный цех завода мясных консервов «Фрай & Ко». Погиб весь экипаж, 19 человек, бывших в цеху и один охранник, пытавшийся тушить пожар подручными средствами.
Расследование катастрофы показало, что основной причиной ее была низкая надежность двигателей «Райт Циклон». Поспешно спроектированные двигатели были склонны к перегреву головок цилиндров, что, в свою очередь, нарушало работу клапанов. Проблемы с двигателями R-3350 продолжались на протяжении всего 1943 и большую часть 1944 года.
Последним к испытаниям подключили третий прототип ХВ-29 (41-18335). Первый полет он совершил в июне 1943 года. Самолет несколько раз попадал в аварии, вызванные неэффективной работой элеронных тяг. Первый прототип, имевший прозвище «The Guinea Pig» («морская свинка») использовался для различных испытаний и проб до конца войны.
YB-29
Заключенный в июне 1941 года контракт предусматривал выпуск 14 предсерийных самолетов YB-29. Цена самолета составляла 1403623,86 долларов США. Самолеты планировалось выпускать на новом большом предприятии в Уичите, штат Канзас, принадлежавшем правительству США и обслуживаемому фирмой «Боинг». Производственные мощности самой фирмы были полностью загружены выпуском бомбардировщиков В-17. Новый завод специально построили в глубине территории Соединенных Штатов, чтобы исключить его потерю в результате возможного немецкого или японского удара по Атлантическому и Тихоокеанскому побережью США. Все серии самолетов В-29 выпускались на том же заводе в Уичите.
Первый YB-29 (41-36954) покинул сборочный цех 15 апреля 1943 года, а в первый раз поднялся в воздух 26 июня 1943 года. Четырнадцать YB-29 вошли в состав ВВС США и применялись для различных проб. Они были полностью вооружены. Двигатели «Райт R-3350-21 Циклон» с трехлопастными винтами «Гамильтон Стандарт». Все YB-29 получили стандартный камуфляж Olive Drab/Neutral Gray. Предсерийные самолеты выпускались в тот момент, когда непрерывно менялся дизайн американского опознавательного знака. Поэтому первые YB-29 получили знак в виде белой звезды на синем круге, затем в виде белой звезды на синем круге с белой полосой и красным кантом, а позднее с синим кантом.
На YB-29 шла подготовка экипажей, их использовали в качестве летающих лабораторий, а также на них испытывались новые элементы оснащения.
В-29
Осенью 1943 года первые самолеты В-29-BW собрали в Уичите. В начале 1944 года к выпуску В-29 подключили предприятие «Белл Эйркрафт Корпорейшн» в Мариетте, штат Джорджия. Выпускавшиеся «Беллом» самолеты обозначались В-29ВА. Затем выпуск В-29 освоили заводы «Гленн Л. Мартин Компани» в Омахе, штат Небраска (В-29-МО). Планировалось организовать выпуск В-29 на заводе фирмы «Норт Америкен» в Инглвуде, штат Калифорния (В-29-№А), но от этого плана отказались.
В ходе серийного выпуска В-29 в его конструкцию вносились усовершенствования, облегчавшие сборку, упрощавшие эксплуатацию и повышающие боевые качества самолета. Производители внедряли эти изменения в разные сроки, поэтому машины, выпущенные разными фирмами, отличались друг от друга.
Характерной чертой, отличавшей В-29 от прототипов и предсерийных машин были четырехлопастные винты «Гамильтон Стандарт» вместо трехлопастных. Серийные В-29 сначала оснащались двигателями «Райт R-3350-23», — 23A или -41. Позднее появились двигатели R-3350-57 и -57А.
Первоначально оборонительное вооружение самолета размещалось в четырех пулеметных турелях. В каждой турели стояло по спаренному 12,7-мм пулемету. Управлялись пулеметы дистанционно, места стрелков находились в гермокабинах. В хвостовой огневой точке кроме двух 12,7-мм пулеметов стояла 20-мм пушка. Позднее вооружение изменилось. В передней верхней турели установили счетверенные пулеметы калибра 12,7 мм, так как японские пилоты чаще всего практиковали лобовую атаку. Из хвостового отсека убрали 20-мм пушку. На самолетах В-29А и В-29В пушку никогда не ставили.
Всего в Уичите выпустили 1620 самолетов В-29. Фирма «Белл» построила 357 машин, а «Мартин» — 204. Планировался выпуск серии из 200 самолетов на фирме «Норт Америкен», но эту серию аннулировали. Всего собрали 2181 самолет В-29.
В-29А
Вторую сборочную линию фирма «Боинг» организовала в городе Рентой под Сиэтлом. Первоначально здесь намеревались выпускать летающие лодки РВВ-1 «Си Рейнджер». В 1942 году командование ВМФ США решило вместо летающих лодок наладить выпуск морских вариантов бомбардировщиков «Либерейтор», «Митчелл» и «Венчур». Руководство ВВС согласилось передать часть мощностей флоту, взамен запросив завод в Рентоне.
Выпускавшиеся в Рентоне самолеты обозначались В-29В Особенность этих самолетов заключалась в конструкции центроплана, из-за чего размах крыльев у В-29А был на 12 дюймов (30,48 см) больше, чем у В-29. У В-29А центроплан состоял из двух частей, соединенных болтами и образующих единый узел. На В-29 центроплан представлял собой монолитную деталь. Двусоставный центроплан был проще в сборке, но ухудшал характеристики самолета и увеличивал его массу на 320 кг. Кроме того, объем топлива при этом уменьшался на 213 галлонов (806 л) — с 1333 галлонов (5046 л) до 1083 галлонов (4099 л).
Самолеты В-29А оснащались двигателями R-3350-57, -57А и -59. Верхняя передняя турель стандартно имела четыре пулемета, а хвостовая огневая точка была без 20-мм пушки. Всего завод в Рентоне выпустил 1119 самолетов В-29А.