苏联也非常渴望拥有远程轰炸机。卫国战争开始后，斯大林依据租赁法案多次向美国表达希望能得到B-29，但均被美国政府拒绝。美国深知苏联是未来的战略对手，保持远程轰炸机的对苏优势是必要的。所以美方只愿意向苏联提供中型轰炸机、战斗机和运输机。由于技术基础薄弱，苏联一直难以开展大型轰炸机的研制。就在苏联处于困境时，转机出现。

1944年7月29日，美国空军上尉霍华德·贾雷尔为首驾驶的一架B-29轰炸机（编号42-6256）遂行轰炸时被高炮击伤，迫降于苏联的海参崴（即符拉迪沃斯托克），并被苏联军方扣留。接着11月10（或11日）在对九州大村市的夜间空袭中，编号42-6365的B-29也受损迫降到海参崴。11月21日，编号42-6358的B-29也受损后迫降苏联。这两架飞机和机组都再次被苏方扣留。短短4个月的时间内，苏联军方不费吹灰之力就获得了三架向往已久且完整堪用的B-29。苏联安排所有美国机组成员于1945年1月经由德黑兰返回西方，B-29飞机则被苏方留下。

拿到三架完整的B-29轰炸机后，斯大林速命苏联海军司令尼古拉G·库兹涅索夫元帅全权负责对B-29的技术分析，认为B-29轰炸机上应用的诸如轻质铝合金、增压座舱、遥控炮塔、大功率涡轮增压发动机、“诺顿”轰炸指挥仪、雷达和其它所有的机载设备都远超过当时苏联的技术水平。

1945年6月22日，苏联正式启动代号”B-4“的四发动机轰炸机计划，后来正式改名为图-4（即复制B-29的绝密计划）。斯大林同时下令取消国内刚于1945年1月启动的自制远程轰炸机计划，任命该计划的原总工程师图波列夫为图-4的总工程师。整个复制计划在莫斯科郊外的中央机场内进行，三架B-29，一架用于拆解测绘，一架用于参考，一架用于测试试飞。

斯大林命令贝利亚直接监督图-4计划的进程。拆下来的每个部件都要经过仔细的测量和照相以便供复制时用。拆各种仪表和控制系统时特别小心，无数的线路被一一编号，贴标签，并且记录在案。之后，这些部件才交给设计小组进行仿造。苏联航空工业承受了巨大压力，要复制大约10万个按时满足质量要求的航空部件，困难很大。

B-29轰炸机的105000个部件，需要画40万份草图。美国的工艺技术也与苏联不同，如B-29的标准铝合金厚度为十六分之一英寸，原来苏联根本无法生产出如此薄的铝合金。图列波夫最后想方设法解决了这个问题。

1947年，苏联生产出了第一架图-4轰炸机，同年5月首飞。

1947年8月3日的莫斯科航空节上，3架图-4的公开亮相成了西方媒体的焦点。

1948年图-4轰炸机开始进入苏联战略空军部队服役，苏联空军真正拥有了战略轰炸能力。限于技术原因，图-4在生产过程中始终受到自卫武器遥控装置和乘员座舱增压系统的困扰，ASh-73TK发动机的可靠性也不佳。在制造厂狠抓质量控制后，1949年初后生产的飞机改正了多数严重问题。直到1949年中期，战略部队的图-4才达到全操作状态。

1949年底之前，苏联战略部队装备了约300架图-4。除战略部队外。海军航空兵还装备了一些图-4用于远程巡逻，朝鲜战争爆发时，苏联已经拥有了845架图-4。美国对这种“山寨”B-29心存忌惮，因为它配备核武器可对美国进行单程自杀式攻击。美苏在核威慑时代出现了战略平衡，促成了二战后世界局势的稳定。

图-4轰炸机，基本参考B-29的整体设计、动力系统、航电系统和武器系统。但图-4并不完全是B-29的仿制品，其雷达、弹药和发动机都是苏联自己的。发动机改成国产发动机，功率大于B-29的发动机，使图-4的最大航程甚至超过了B-29。图-4轰炸机装备的是2400马力（1790千瓦）的ASh-73TK发动机。虽然这种发动机与美国制造的R-3350来自同源，但并不是后者的直接拷贝。不过与该发动机配套的TK-19涡轮压缩机的确是原始部件的精确逆向工程“克隆”产品，辅助动力单元也是如此，并以M-10的编号投产。

图-4飞机的所有炮塔都使用23毫米机炮取代了12.7毫米机枪，但保留了B-29的自卫武器控制系统。该机的炸弹挂架也更换成了苏式的，仪表则是美国型号的公制单位复制版本或者能直接替代的苏联现有产品。苏联原计划在第一批图-4轰炸机上直接安装从美国购买的机轮、螺旋桨、起动机、发电机、雷达和机电驱动器等零部件，并为此拨款150万卢布，由于军队高级指挥官不愿意在如此重要的项目上使用进口零件而作罢。所以在第一批图-4轰炸机上，除了在租借法案中获得的美制SCR-274N无线电设备外，其他所有零件都是苏联制造的。

图-4轰炸机机身弹舱最大载弹量9000千克，10门23 毫米Nudelman-Suranov NS-23 航炮，4座炮塔和机尾各装两门，可挂载6枚1000千克炸弹或者1枚原子弹（Tu-4A）或者2枚KS-1冷发射导弹（Tu-4K）。

图-4轰炸机和B-29轰炸机参考数据比较：

按照苏联官方数字，图-4轰炸机一共生产了847架。但据西方统计．到1954年，苏联一共部署了大约1300架图-4轰炸机。苏联从1949年开始部署图-4轰炸机．逐渐取代二战时苏联空军使用的伊尔、B-25、PYE、B-17和B-24轰炸机。1949年底之前，苏联战略部队装备了约300架图-4，此外。海军航空兵还装备了一些图-4用于远程巡逻。

图-4轰炸机投入批量生产后，苏联又开始对其进行改进。1950年，图波列夫试验设计局曾研究用TB-2型飞机的涡轮螺桨发动机装备图-4轰炸机的可行性，但试验结果表明。飞机的飞行性能只提高14%～20%，这个计划被放弃。1951年10月18日，图-4成功投掷了原子弹，成为具有战略核打击能力的飞机。

1954年开始，图-4轰炸机逐渐被更先进的喷气轰炸机图-16取代。这些退役下来的飞机并没有废弃，而是用来执行运输任务。1955年，大约300架图一4轰炸机改装成图-4D运输机，并且一直飞到60年代中期。1956年，又有一批改装成图-4T运输兵力型。20世纪50年代后期，有一些改装成图-4USHS型训练机。20世纪60年代初期，6架图-4轰炸机改装成图-4LL型空中试验飞机，用来试验活塞、涡轮螺桨和涡轮喷气发动机。此后，苏联的图-4轰炸机只承担运输、训练和空中实验室等任务。图-4轰炸机也是图-70民航飞机和图-75军用运输机的基础机型。

俄罗斯的最后一架图-4轰炸机在位于俄罗斯莫斯科州莫斯科市以东38公里处的俄罗斯空军博物馆里停放展出。该架图-4（序列号2805103）于1952年生产于古比雪夫飞机制造厂，这是俄罗斯仅存的一架图-4轰炸机。据说其在1956参与过对布达佩斯的攻击（1956年匈牙利事件），当飞机已经飞近城市时投弹命令被取消了。

新中国也得到苏联援助的图-4，当时空军称其为杜-4，后改为图-4。1949年底，毛泽东主席访苏联时，斯大林答应将12架图-4轰炸机作为礼物赠送给中国政府。

1953年中国空军组建了独立4团来接收苏联赠送的12架图-4轰炸机。该机也成为了中国的第一种战略轰炸机。在进军西南的过程中，图-4轰炸机是当时中国仅有可以在高原地区连续数小时盘旋的大飞机，为解放军地面步兵部队提供了强大持久的空中火力支援。而且摄于中国图-4轰炸机超远的航程和巨大载弹量，当1962年中国军队步兵在自卫反击战中对印度军队作战时，印度空军被下令绝不能出动战斗机或轰炸机攻击解放军地面部队，就是因为印度高层担心中国会用图-4轰炸新德里进行报复。

空警1号“空警一号”是中国空军利用前苏联图-4轰炸机改装的预警机。1967年开始研制、改装，使用“843”测高雷达作为机载雷达。1970年8月开始，分两个阶段进行试飞。“843”雷达在探测中、高空目标和在水面、沙漠上空使用时，效果尚好。但在探测低空目标时，受地面杂波影响，效果非常不理想。由于当时国内无机载预警雷达，研制工作于1971年9月终止，该机现于北京中国航空博物馆珍藏。

图-4在完成平叛和开辟空中禁区航线任务之后，在很长的时间里仍然在中国军空军中发挥着特殊的作用。在打击美制P-2V低空侦察机、改装电子侦察干扰机、预警机、投放无人机和救灾抢险中都发挥过重要作用，一直到上世纪八十年代末才退出中国空军军现役。

1958年起，图-4陆续执行了多种勤务和特种保障任务。如：为中国空军首支地空导弹部队首次实弹射击打靶试验提供保障，在宁夏中卫地区投放拉-17靶机，供导弹1营操作刚完成改装的苏制С-75地空导弹射击。赴中缅边境地区、拉萨地区、四川成都地区进行航测，广汉、彭山机场勘察，132厂（现中航工业成都飞机工业集团公司）选址，向进藏部队空投物资，炸祁连山冰川和黄河冰阻，打间谍气球，新疆与内蒙古防治瘟疫播药等。

1960年夏，针对美蒋空军34中队“黑蝙蝠”夜间侦察机多进行夜间低空、低速入窜，我喷气式战斗机难以截击的特点，空军专门成立了图-4截击大队，主要是在图-4上加装1台原用于米格-17ПФ战斗机的ΡΠ-5截击雷达，展开对敌截击。图-4截击大队成立后，于1960年8月24日首次用于夜间低空截击国民党空军的P2V-7U侦察机，但未取得战果。1960年12月29日，1架中国台湾的P2V-7U侦察机通过渤海进入张家口侦察，在航线上连续遭到空军独4团3架图-4轰炸机的连续截击，双方在空中连续缠斗一个多小时，P2V-7U多次向台湾告急，由于图-4瞄准仪精度不佳，导致图-4弹药耗尽未取得战果。其后的3年内，图-4轰炸机以沧州机场为中心，前往沈阳、广州等地参加了20余次截击P2V-7U的战斗，数次将敌逼得无法脱身，频频向台湾告急，可惜均差最后一点运气未能击落敌机。

1963年6月19日夜间，加装截击雷达的图-4轰炸机参加了截击P2V-7U的作战，未取得战果，但驻南昌的空24师独立大队王文礼副大队长驾驶米格-17ПФ歼击机，在低空、夜暗、复杂电子干扰情况下，首次击落了敌5070号P2V-7U侦察机。1964年6月11日，驻青岛流亭的海军航空兵第4师独立5大队用“神炮”照明法在山东莱城上空将美蒋空军5060号P2V-7U侦察机击落。由此，国民党空军苦于屡次被歼，被迫终止了对中国大陆腹地纵深的侦察。图-4轰炸机也终止了自己的“截击轰炸机”使命，拆除了所加装的设备，恢复为轰炸机。

苏联实施图-4工程的最初目的之一，就是尽快拥有远程核投送能力。因此在图-4定型后不久，苏联就开始图-4A升级版的研发工作。与图-4基本型相比，图-4A拥有电子导热的耐热弹舱，并配有一部电子控制系统和一部核航弹悬浮储存系统。此外，为了避免机组成员在核弹运输、投放过程中受到核辐射，在机舱与弹舱之间还加装防辐射隔层。

1948年上半年，苏联开始用图-4战机对其正在研制中的原子弹实施模拟空投试验。试验之初，苏联空军曾用一架图-4轰炸机在莫斯科东部投掷RDS-3核弹教练弹，结果显示图-4投放的核弹在弹道上不太稳定。为此，图波列夫设计局紧急改进图-4A的相关设备，为该机的电子控制系统安装必要的弹道稳定系统。图-4A的全面测试及改装最终于1951年完成。

1953年中期，四架图-4A再次在哈萨克斯坦的塞米巴拉金斯克进行核弹空投试验，其中两架负责投弹，另两架负责对核放射物进行数据采样。1953年9月，图-4A还参与当时苏联最新型原子弹RDS-5的空投试验。

早在1947年，即图-4刚刚诞生后不久，图波列夫设计局就考虑在图-4基础上研发能执行远程兵力投送的军用运输机。根据设想，该机至少要能搭载两门76毫米牵引式火炮（重量3 8吨）或一门OSU-76S式自行火炮，其起飞重量将不少于54吨，航程可达3350千米。

20世纪50年代初，苏联空军提议将图-4轰炸机改装为军用运输机，并命名为图-4D。图-4原有的弹舱部位被最大限度地拆除，改成能容纳28名伞兵的载员舱。另外，每侧翼下还可挂一个可以装载一辆BTR-40装甲人员输送车的货运吊舱。根据计划，在需要的时候，这些图-4D还可在短时间内重新改回远程轰炸机。

1954年7月10日，苏联部长会议签署第1417-637号命令，决定将图-4改造为空降兵用运输机。根据命令，图波列夫设计局将在1955年将300架图-4轰炸机改成运输机，其中在1955年第一个季度向苏联空军交付30架，第二季度为100架，第三季度为120架，第四季度为50架。1955年底，300架图-4被改装为图-4D运输机，一直服役到20世纪60年代初，之后被乌克兰安东诺夫设计局研发的安-12中型运输机所取代。

在投产图-4的同时，图波列夫设计局按照苏联空军的要求，同步开始图-4R远程侦察机的研发工作，其功能类似于美国陆军航空队装备的RB-29侦察机。与图-4轰炸机相比，图-4R安装多部侦察照相机，同时将弹舱部位改成附加油箱，可额外携带10500千克燃油，使得总载油量增加到24500千克，整机重量达到65 3吨。在侦察器材方面，图-4R安装了AFA-33或AEA-33M昼间侦察照相机，以及NAFA-33S/50或NAFA-5S/100夜间照相机。如果需要，图-4R的一个附加油箱可临时改造成小型弹舱，以加装航空炸弹。

在后来的服役过程中，一部分图-4R装备了PR-2电子情报侦察以及电子对抗系统，可探测敌方150-3100兆赫的雷达回波，还可发射2600-3100兆赫的干扰信号。1954年之后，图-4R还装备SPS-1宽频干扰器。20世纪50年代末，一部分仍在服役的图-4R还装备了图-16轰炸机上的SPS-2宽频干扰器。

米格-15

1952-1953年，苏联空军完成对”彗星武器系统‘’的验证工作。在一次实弹演习中，该系统发射一枚战斗部重500千克的KS-1导弹（全弹重2735千克），成功击毁黑海上的靶舰-”红色高加索‘’号轻巡洋舰。此后，”彗星武器系统‘’被作为苏联海军航空兵的重要武器投入批生产。后来图-4K逐渐被更先进的图-16KS所取代，一些状况不错的图-4K在卸掉导弹装置后改装成图-4D军用运输机。

从服役伊始，体型硕大的图-4就扮演各种先进机载设备”孵化器‘’的角色，其中就包括对新型活塞发动机、涡桨发动机和涡喷发动机的飞行试验。1950年，喀山第22厂生产的第9架图-4（机号220204）被用于验证2000马力（1471千瓦）的VD-3TK发动机。根据计划，一旦通过试验后，该发动机将被安装在阿列克谢耶夫设计局研发伊尔-218强击机上，而执行试验的220204号机的型号被单独命名为图-4LL。此后在20世纪50年代中叶，图波列夫设计局又将两架图-4（机号分别为221203以及225402）改造为发动机空中试验平台，此后又追加四架图一4LL。苏联许多著名军机的动力系统都曾在图一4LL身上进行试验。由于要在机身下方安装一个喷气式发动机吊舱，所以图-4LL具有加高的固定式起落架。在最古怪的一架图-4LL上，机翼内侧的一台ASh-73发动机被图-91攻击机的完整机鼻取代，该机用于测试后者的涡轮螺旋桨发动机。图-4LL试验台一直服役到20世纪60年代。

1946年3月，苏联部长会议签署第472191号命令，指派图波列夫设计局在仿制B-29的同时，开始进行四发民航客机的改造工作，并将项目命名为”70号客机‘’工程（而最终的产品是图-12客机）。1947年5月1日，图波列夫设计局研制出第一款图-12模型，很多材料直接源自被肢解的B-29轰炸机，还有一部分取自在苏联远东地区坠毁的B-29残骸。1946年10月21日图-12正式定型按照苏联航空管理局的标准该机可执行国际航班及国内远程航线任务。

鉴于试飞中的一次重大事故，图波列夫设计局再次对图一12发动机进气口等部位展开修正。两个月后，这架险些坠毁的飞机（此时图-12被重新命名为图-70）进行事故修理后的首次飞行。1947年5月1日，对图-70的改造工作伴随着一架图-70从超低空飞过莫斯科红场而宣告胜利结束。1948年6月16日，苏联部长会议签署第2051号命令，同意图-70批量生产。但事实上，图-70在苏联总共没有生产出几架：首先，苏联军方对图-4的需求非常大，使得三家责任工厂根本无暇顾及图-70的生产；其次，也是最重要的一点苏联航空公司对造价昂贵的图-70兴趣不大。

由于苏联急切想把美国本土纳入轰炸航空兵的作战半径，而图-4飞机航程不够，加之20世纪40至50年代的空中加油技术过于复杂，因此如何在不加油的情况下派飞机轰炸美国，仍是苏联军方考虑重点。20世纪50年代初，图波列夫设计局提出”80号飞机‘’工程，就是在图-4基础上发展真正达到洲际航程的战略轰炸机，这就是日后的图-80。

为加快研制进度，首先图波列夫设计局更多在气动布局上想办法，重点是提高飞机升阻比：第一步，对发动机舱实施大幅改造，四个发动机舱与机翼之间的连接部被缩小19平方米；其次，飞机自卫武器系统被彻底简化，前机身背部的炮塔被改成可伸缩式，其他两个炮塔改成为内嵌式；最后，飞机雷达天线被安装在流线型上翘整流罩内。通过以上改进，图-80的升阻比增加到18（图-4的升阻比为17）。

在发动机方面，图-80采用升级后的是ASh-73TKFN发动机，螺旋桨也被更换为AV-16U四叶螺旋桨。新的发动机-螺旋桨系统在提高飞机起飞动力（达到2720马力，约2000千瓦）的同时大大降低了飞机的油耗。加上对油箱的进一步增容，与图-4相比，图-80的最大航程增加了30%一35%，达到8200千米。

1948年6月，图波列夫设计局正式启动图-80的研发工作，仅仅一年后，也就是1949年7月，第一架图-80模型通过验证。1949年底，图-80所有技术问题几乎完全解决，并开始进行试飞测试。1949年12月1日，在著名试飞员奥帕德奇的驾驶下，首架图-80在莫斯科进行了试飞。

图-85超远程重型轰炸机，是苏联开发能覆盖更大范围的战略轰炸机。早在二战结束后不久，波音公司就开始在B-29基础上实施改造升级，并将新机型定名为B-50。与B-29相比，B-50外形更大、航速更高，单台发动机最大功率可达3500马力。1949年3月B-50的改进型B-50A实现首次不着陆环球飞行（其间实施了四次空中加油）。针对美国的技术进展，同时也意识到图-80的诸多缺陷，图波列夫设计局在该机后期设计过程中，采用新型材料来弥补图-80的不足。1949年9月16日，苏联部长会议命令图波列夫设计局设计一款航程在1.1~1.3万千米之间的四发超远程战略轰炸机，并将该计划定名为”85号飞机‘’工程。1951年8月1日，第一架图-85模型通过审核。与此前的图-4以及图-80相比，图-85采用全新的发动机、螺旋桨以及机翼，并对许多航空材料进行大幅度改进。

图-85的机翼由图波列夫设计局与苏联中央流体力学研究院合作开发，对飞机进行气动布局修改。这些改善，使得图-85更接近于现代轰炸机的标准参数。在机舱部分，图-85的设计与图-80大同小异，但在弹舱的设计上，图-85的弹舱进一步被扩展，同时还增加了空中受油能力。

图-4的其他改型图-4UShS导航教练机，有10架图-4被改装为电子战、指挥和参谋部运输机。苏联空军还接收了几架图-4改装的空中加油机，从翼尖延伸出软管锥套能同时为两架飞机进行加油。还有一架图-4被改装成了辐射侦察机，用于监测美国在太平洋的核试验。一架图-4被改装为通信中继型，尾部拖着长长的天线，用于在偏远地区确保船舶和潜艇与地面指挥站的联系。

1950年，图-4参加了异想天开的“纤夫”项目。项目设想让图-4拖曳关闭了发动机的米格-15比斯战斗机飞行以提高战斗机的巡航范围，战斗机也能在远程轰炸中为轰炸机进行护航。在遭遇敌机后，米格就脱离载机，启动发动机进行空战，击落敌机后再返回轰炸机与拖曳索重新对接。一开始，苏联人试图让图-4一次拖曳3架战斗机，但后来觉得拖曳一架就足够了。拖曳测试始于1951年2月，5架图-4在古比雪夫接受了“纤夫”改装。测试成功后，“纤夫”子母机曾短暂服役于白俄罗斯亚夫罗夫卡的第171近卫团。

图-4是苏联以美国B-29轰炸机为蓝本仿造的一种战略轰炸机。图-4的研发成功是苏联飞机制造史上的里程碑，它为此后苏联所有活塞式以及喷气式战机的发展奠定了基础。后来大部分苏联战机上的仪表、传感器、电机等精密部件追根溯源，全都能在B-29身上找到血缘关系。从这个意义上说，斯大林的决定是正确的。在此后的数十年中，苏联先后在图-4的基础上进行了多版本的改进，其中就有被改造成可实施核武器远程投放的“恐怖杀手”。当然，等到图-4轰炸机在哈萨克斯坦大草原投掷原子弹时，苏联飞行员依稀还记得当初图波列夫的话：“尽管这种飞机与当初美军向日本投掷原子弹的轰炸机分毫不差，但它依然对美国本土鞭长莫及，况且它已不可能抗衡现代化防空火网的拦截了。”但无论怎么说，图-4的出现，的确是苏联踏入顶级军事强国行列的最为坚实的一大步。