В 1936 г. В.Н.Беляев построил по той же схеме двухместный планер БП-3. Для улучшения аэродинамических характеристик аппарата конструктор увеличил размах крыла до 20 м, уменьшил площадь вертикальных килей, отказался от дополнительного руля высоты над крылом. В результате аэродинамическое качество по сравнению с БП-2 возросло в полтора раза: с 18 до 27,5. Небольшая серия таких планеров была построена для авиационной школы в Ейске.
Хорошие результаты испытания бесхвостых планеров с крылом отрицательной стреловидности позволили Беляеву приступить к созданию самолета. Вначале, в соответствии с проводимым "Авиавнито" в 1934 г. конкурсом на скоростной пассажирский самолет, намечалось построить гражданский двухмоторный самолет. Проект был обсужден и одобрен на заседании ученого совета ЦАГИ.>[20] Однако напряженная внешнеполитическая обстановка требовала в первую очередь новых боевых машин. Поэтому Беляев решил перепроектировать самолет в дальний скоростной бомбардировщик. Чтобы уменьшить лобовое сопротивление, было решено отказаться от обычного фюзеляжа и разместить экипаж, бомбы и стрелковое вооружение в двух цилиндрических отсеках, являющихся продолжением мотогондол.
Вот что пишет о том, как создавался инициативный проект ДБ-ЛК сотрудник Беляева, руководитель группы технического проектирования, Л.Л.Селяков: "Я взялся за эту работу. Скажу откровенно, приходилось много ловчить и выкраивать любую свободную минуту для выполнения проекта. Чертежная доска на моем столе стала рабочей с двух сторон. На одной — выполнялась текущая работа, а на другой создавался общий вид будущего бомбардировщика. Душа тянулась к обратной стороне доски. В скором времени появился общий вид нового самолета. Все в нем было продумано. Учтен опыт войны в Испании, пожелания руководства ВВС и т.д.">[21]
Проект бомбардировщика заинтересовал руководителей Наркомата авиационной промышленности и ВВС. В 1938 г. для его реализации при заводе № 156 в Москве было создано специальное конструкторское бюро — ОКБ-16. В.Н.Беляева назначили Главным конструктором КБ.
Постройка ДБ-ЛК завершилась к сентябрю 1939 г. Самолет был металлический, только некоторые части крыла имели полотняный покров. Крыло по форме — как у планера БП-2, его размах равнялся 21,6 м. Профиль — M-6bis в центре и "Геттинген-387" на концах. Для обеспечения продольной балансировки угол установки профиля увеличивался к концам на 12° (положительная крутка). Угол стреловидности по передней кромке составлял — 5°42', а самые концы крыла были отведены назад под углом 30° и несли небольшие дополнительные элероны. Это сделали для того, чтобы сохранить поперечную управляемость в случае срыва потока на основной части крыла. Кроме того, на передней кромке напротив элеронов установили автоматические предкрылки.
Так как нагрузка на крыло была весьма значительной, самолет снабдили щитками, отклоняющимися на 45° вниз при посадке. Чтобы при этом равновесие машины не нарушилось, на центроплане установили специальный балансировочный закрылок. При посадке с отклоненными щитками он поднимался вверх и создавал момент, удерживающий бомбардировщик от пикирования. С той же целью элероны, расположенные впереди центра тяжести самолета, при выпуске щитков автоматически отклонялись вниз. Продольное управление осуществлялось с помощью установленного на киле горизонтального руля. Поэтому по внешнему виду ДБ-ЛК правильнее было бы считать "короткохвосткой", чем "бесхвосткой". Но так как продольная балансировка самолета обеспечивалась исключительно формой и круткой крыла, по балансировочной схеме он, по сути, являлся "бесхвосткой".
Как уже отмечалось, ДБ-ЛК не имел фюзеляжа. Его функции выполняли удлиненные мотогондолы. За двигателями они переходили в кабины, затем — в бомбоотсеки, и наконец — в конусообразные подвижные стрелковые установки. В кабине левой мотогондолы находились пилот и стрелок, правой — штурман и стрелок-радист. Под кабинами были ниши, куда в полете убиались стойки шасси. Самолет имел мощное вооружение: два пулемета на передней кромке центроплана, две вращающиеся пулеметные башни на крыле и под ним и две хвостовые установки. Бомбоотсеки вмещали 1000 кг бомб.