В начале 1930-х гг. Всесоюзное общество «Авиавнито» и газета «За рулём» объявили конкурс на проект пассажирского самолёта с наибольшей скоростью полёта. Среди 60 заявок одна необычнее другой выделялось предложение сотрудника Центрального аэрогидродинамического института В. Н. Беляева.
Проблему скорости решала схема летающего крыла с двумя короткими фюзеляжами с моторами и кабинами экипажа в носу и салонами в хвосте, но ей не хватало запаса статической устойчивости и эффективности руля высоты. Беляев же не только нашёл решение, но и успел проверить его на построенных в ЦАГИ планерах.
Все летающие крылья использовали безмоментные, т. е. не имеющие склонности к задиранию носка от неравномерности давлений профили с S-образной средней линией. Наклонённая вниз носовая и горизонтальная средняя части создавали подъёмную силу, а сила на отогнутом вверх хвостике профиля «давила» вниз — он играл роль стабилизатора. Руль высоты конструктор не стал ставить как обычно прямо на задней кромке, а вынес на высокий киль — добавка сопротивления получалась небольшой, а возникающая на нём аэродинамическая сила увеличилась.
Но при обычных пропорциях крыла с удлинением 5 и более единиц плеча этой стабилизирующей силы всё равно хватало только на малых углах атаки, а потребный диапазон их был больше, чем у обычного самолёта. Это порождаю ещё одну трудность — надо было исключить срыв потока, поскольку вывести самолёт с малым плечом руля высоты из штопора трудно, если вообще возможно.
Чтобы разнести центры давления крыла и руля высоты, увеличив его плечо и момент, Беляев придал консолям небольшую стреловидность, причём обратную, с которой срыв потока начинается не с законцовок, а с центроплана. Казалось бы, это хуже — ведь он создаёт львиную долю подъёмной силы! Но так течение срыва стало плавнее, потери меньше, а элероны сохраняли эффективность, самолёт не валится на крыло и вместо перехода в штопор просто опускал нос и возвращался в нормальный полёт.
Начавшиеся в 1936 г. войны в Испании и в 1937-м в Китае показали необходимость увеличения скорости и дальности бомбардировщиков, потому в конце 1937 г. руководители ВВС Алкснис, Смушкевич и нарком обороны Ворошилов поддержали предложение переделать проект в бомбардировщик.
К тому времени Беляев улучшил срывные характеристики крыла, изменив профиль и введя предкрылки; отогнутые назад законцовки консолей улучшили обтекание консолей. Такое крыло он назвал «типа бабочка».
