Задача по созданию двухмоторного ближнего бомбардировщика, предназначенного для работы в прифронтовой полосе и ближайших тылах противника и способного оторваться от любого современного ему истребителя, была поставлена перед советскими авиаконструкторами «Планом опытного самолетостроения на 1934-35 годы».
Какие требования предъявлялись к новому бомбардировщику? Прежде всего – неуязвимость. Он должен был уметь летать быстрее и выше, чем современные ему истребители, и быть достаточно маневренным, чтобы выдерживать короткие воздушные бои. Он должен был быть цельнометаллическим, в отличие от большинства деревянно-тканевых машин того времени. Он должен был иметь два двигателя, чтобы в случае повреждения одного из них продолжать нормальный полет, пусть и с немного упавшей скоростью. На этот случай, кстати, заказчик прописал требование обеспечить машину достаточно мощным оборонительным вооружением. Наконец, новая машина должна была быть простой в управлении, пригодной к массовому выпуску и обладать достаточно небольшим весом, коротким разбегом и пробегом при взлете и посадке.
За выполнение этой амбициозной задачи взялось ОКБ под руководством А.Н. Туполева. Конструкторскую бригаду возглавил талантливый авиаинженер А.А. Архангельский.
Создатели СБ справились с задачей. Новый бомбардировщик поднялся в небо 7 октября 1934 года. За штурвалом нового самолета сидел летчик-испытатель К. К. Попов. 30 декабря 1934 года в воздух поднялся второй опытный бомбардировщик, оснащенный более мощными моторами. Он показал скорость 433 км/ч против (325 км/ч у первого СБ), и это позволяло ему тягаться с самым быстрым на тот момент советским истребителем И-16, а значит, с подавляющим большинством стоящих на вооружении истребителей мира! Это был действительно скоростной бомбардировщик, который заказывала Красная Армия, и уже в 1934 году, еще до окончания государственных испытаний машину приняли на вооружение. А уже в феврале 1936 года новые бомбардировщики начали получать строевые части ВВС Красной Армии.
На тот момент машина представляла собой действительно первоклассный самолет, созданный для скоростного полета и способный выполнить все стоящие перед ним задачи. Два мощных мотора, убирающиеся шасси, закрытые кабины всех трех членов экипажа (летчика, штурмана и стрелка-радиста), гладкая алюминиевая обшивка — все это обеспечивало СБ достаточно высокую скорость, позволяющую оторваться от истребителей, стоящих на вооружении в странах, считающихся «потенциальными противниками». Четыре пулемета (сдвоенная установка у штурмана, верхний турельный и нижний люковый – у стрелка-радиста) могли отогнать или уничтожить любой атакующий самолет по курсу бомбардировщика или в задней полусфере, а бомбовой нагрузки в 500-600 кг хватало для того, чтобы эффективно поразить цели на поле боя. В 1938 году на крыле были установлены наружные держатели под бомбы 250 и 500 кг, и максимальная бомбовая нагрузка увеличилась до 1600 кг.
Первое боевое применение СБ состоялось в Испании, куда три десятка советских крылатых машин отправились в сентябре 1936 года. К 28 октября после переправки морем и сборки все бомбардировщики были зачислены в республиканские ВВС. В тот же день СБ, получившие у испанцев ласковое прозвище «Катюшка», вылетели на свою первую боевую бомбежку. Они нанесли удар по аэродромам франкистов Севилья и Ла-Таблада и тем самым оказали колоссальную помощь защитникам Мадрида. Оставшиеся без воздушной поддержки войска противника не сумели добиться серьезных успехов в ходе очередного штурма испанской столицы.
К концу осени 1937 года в испанском небе летали уже свыше 90 «Катюшек», которые наглядно демонстрировали свои преимущества и возможности перед бомбардировщиками генерала Франко — «Капрони», «Савойя-Маркетти» и «Юнкерсами». Республиканские ВВС почувствовали себя королями неба.
Увы, это длилось недолго. В начале 1937 года в Испанию прибыли первые новейшие германские истребители «Мессершмит-109», чья скорость позволяла им на равных тягаться с советскими СБ. И уже в июле того же года республиканские бомбардировщики стали нести первые потери в столкновениях с новыми истребителями франкистов.
Опыт испанских боев не остался без внимания в СССР: бомбардировщики СБ начали модернизировать. Появилась бронированная спинка пилотского сидения, улучшилось оборонительное вооружение, бензобаки стали протектированными, что исключило их возгорание при попадании. Но главная защита самолета — его высокая скорость — оставалась без изменений, тогда как истребители во всем мире летали все быстрее и быстрее. Это подтвердил и опыт участия советских СБ в войне в Китае против японских войск. Поначалу, как в Испании, наши самолеты отправлялись на бомбежку без сопровождения истребителей даже в дневное время, поскольку превосходили по скорости и вооруженности японские истребители. Но по мере того, как японцы заменяли свою истребительную технику на новую, более скоростную, превосходство советского самолета сходило на нет, и вскоре китайские СБ стали вылетать на боевые задания только в сопровождении и в основном ночью.
Тем не менее СБ, которых за всю историю этого самолета было выпущено свыше 6600 экземпляров, долго оставались основными фронтовыми бомбардировщиками Красной Армии. Они участвовали в боях на озере Хасан, в военном конфликте на Халхин-Голе, в освободительных походах и в Зимней войне 1939-1940 годов. Даже к началу Великой Отечественной войны именно СБ составляли почти 90% парка бомбардировочной авиации Красной Армии! Они стояли на вооружении 27 бомбардировочных полков, сосредоточенных у западных границ СССР, и в первый же день войны многие самолеты были уничтожены прямо на стоянках или на летных полях.
Несмотря на это, СБ оставались в действующей армии вплоть до конца Сталинградской битвы, которая и стала последним случаем их массового применения. После разгрома 6-й армии фельдмаршала Паулюса СБ и его последняя модификация, получившая индекс Ар-2, применялись в качестве ночных бомбардировщиков до середины 1943 года. С того времени они использовались уже не для боевой работы. Бывшие бомбардировщики теперь сбрасывали боеприпасы и продовольствие партизанам, использовались в качестве скоростных курьерских самолетов и бортов фельдсвязи, занимались забросом диверсионных групп в тыл противника.
Можно без преувеличения сказать, что СБ был выдающимся для своего времени самолетом, оказавшим существенное влияние на развитие боевой авиации. Он стал родоначальником целого класса бомбардировщиков, отличавшихся высокой скоростью полета и действовавших во фронтовой зоне в тесном взаимодействии с наземными войсками. Самолеты этого класса стали основной ударной силой будущей фронтовой бомбардировочной авиации.