Начало работ в КБ по самолету «ФБ» с двумя двигателями М-120ТК относится к концу 1939 года. К февралю 1940 г. был разработан предварительный эскизный проект самолета «103» — самолет «ФБ» М- 120ТК. Основные проектные данные «ФБ», согласно эскизного проекта, были следующие:

• длина самолета — 12,93 м;

• размах крыла — 18,0 м;

• площадь крыла — 45,0 м²;

• взлетная масса — 7800 кг;

• бомбовая нагрузка — 1000–2000 кг;

• максимальная скорость — 700–740 км/ч;

• скорость пикирования — 900 км/ч;

• практический потолок — 13000-14000 м;

• дальность полета — 2500 км;

• пулеметное вооружение — 6 ? ШКАС;

• экипаж — 3 чел.

В начале февраля 1940 г. состоялось заседание представителей УВВС и ОТБ НКВД по самолету «ФБ» 2М-120ТК, доклад по самолету делал А. Н. Туполев. Проект был одобрен и рекомендован к опытной постройк. Как резервный вариант предусматривалось оснащение самолета двигателями АМ-35А. В марте 1940 г. самолет «ФБ» включается в план опытного строительства на 1940 г., и с этого месяца за самолетом закрепляется шифр самолет «103» 2М-120ТК. С марта полностью развертываются проектные работы и постройка макета. 21 апреля состоялась макетная комиссия, которая признала необходимость форсировать постройку столь нужного для ВВС самолета. Эскизный проект ВВС утвердили 30 августа 1940 г.

В июне 1940 выходят Постановление КО и Приказ НКАП по самолету «103» с двумя типами силовой установки. ОТБ НКВД и опытный завод № 156 должны были 1-й экземпляр с двигателями AM-35А сдать на заводские испытания в ноябре 1940 г., 2-й и 3-й с М-120ТК в январе и марте 1941 г. Постройка самолета «103» 2АМ-35А началась в мае 1940 г., в августе КБ сдало рабочие чертежи.

В ходе постройки двигатели АМ-35А были заменены на АМ-37 мощностью по 1400 л.с. Переход с двигателей воздушного охлаждения М-120ТК на двигатели водяного охлаждения АМ-37 потребовал проведения нового аэродинамического расчета и подготовки нового эскизного проекта.

Самолет «103» представлял собою двухдвигательный цельнометаллический высокоплан с убирающимся шасси и двухкилевым оперением. Фюзеляж по-лумонококовой конструкции, крыло кессонной конструкции с закрылками, для уменьшения скорости пикирования на нижней поверхности крыла установлены тормозные решетки. Принципиально новым решением в компоновке самолета было сведение к минимуму количества членов экипажа и рациональное их размещение при сохранении всех их функциональных возможностей по пилотированию и ведению боя, что давало значительный выигрыш в весовых и аэродинамических характеристиках самолета. Летчик размещался таким образом, что на всем этапе поиска цели в горизонтальном полете, при переходе в пикирование и в процессе пикирования все время видел цель. Достигалось это созданием прозрачной остекленной «дорожки» снизу фюзеляжа. Отход от традиционного размещения штурмана впереди позволил уменьшить размеры носовой части фюзеляжа, что также благоприятно сказалось на аэродинамике самолета. Вторым важным нововведением стало обеспечение бомбометания на пикирование непосредственно из бомбоотсека, как это было предложено в проекте «57». В части конструкции, наиболее важным стало применение впервые в СССР кессонной схемы крыла, в которой основным рабочим элементом был кессон, образованный первым и вторым лонжеронами и панелями с гофром. Этот силовой элемент принимал на себя до 95 % всех расчетно-изгибающих и крутящих моментов и обеспечил, при высокой весовой отдаче, необходимую прочность при пикирование до скоростей порядка 800–900 км/ч. Мощное и рационально расположенное оборонительное вооружение в сочетании с проектированными топливными баками и их заполнением инертным газом, бронезащита экипажа, все это значительно повышало защищенность и боевую устойчивость самолета «103», что отличало его в лучшую сторону от других отечественных фронтовых бомбардировщиков того периода.

8 января 1941 года постройка опытного самолета «103» 2М37 на заводе № 156 была закончено, 10 января самолет был перевезен на аэродром НИИ ВВС на Чкаловскую для проведения заводских испытаний. 29 января летчик-испытатель М. А. Нюхтиков совершил на самолете «103» первый полет. Заводские испытания проходили до конца мая. Государственные испытания самолет «103» проходил вместе со вторым опытным самолетом «103У» в июне-июле 1941 г. Акт по результатам испытаний был общий на две машины. Отмечались высокие летные данные самолета «103», его максимальная скорость была на уровне или превосходила максимальные скорости лучших одномоторных истребителей мира, в том числе и основного истребителя ВВС Германии Bf.109Е. В серию и на вооружение как фронтовой пикирующий бомбардировщик самолет «103» 2АМ-37 рекомендован не был, ВВС больше подошел второй самолет «103У» с увеличенным составом экипажа и измененным его расположением.

Самолет «103» рекомендовано было развивать в сторону многоцелевого самолета: скоростного бомбардировщика, истребителя-перехватчика и истребителя сопровождения, а также скоростного самолета-разведчика. Проект «103» стал основой для работ КБ по скоростному дневному бомбардировщику («СДБ», самолет «63»). Опытный самолет «103» до 1944 г. использовался в различных экспериментальных программах, а в 1944 году был переделан в опытный самолет «63/1» («СДБ» 2АМ-39).

• длина самолета — 13,2 м;

• размах крыла — 18,8 м;

• высота самолета — 4,5 м;

• площадь крыла — 48,5 м²;

• нормальная взлетная масса — 10130 кг;

• бомбовая нагрузка — 1000–2000 кг;

• максимальная скорость на высоте 8000 м — 635 км/ч;

• практический потолок — 10600 м;

• техническая дальность полета — 1980 км;

• пулеметное вооружение — 4 ? ШКАС

• пушечное вооружение — 2 ? ШВАК;

• экипаж — 3 чел.