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年9月21日的华盛顿州西雅图波音机场，试飞员“埃迪”·艾伦缓缓向后拉动操纵盘，让这架被寄予战争胜利希望的轰炸机原型机离开了地面，XB-29“超级堡垒”开始了自己的首次飞行。在20世纪40年代初，这种被美国陆航称为“半球防卫武器”（陆航原本计划在英国沦陷后使用这种轰炸机从美国本土起飞轰炸德国，这也就是所谓的半球概念）的轰炸机仍处于严格的保密之下。
XB--，第一架“超级堡垒”
年春，另一位“埃迪”——美国一战战斗机王牌爱德华·瑞肯贝克，作为罗斯福总统的特别航空顾问对中国和苏联进行了一次闪电访问。他在苏联获得了特别通行许可，参观了包括伊尔-2“斯图莫维克”工厂在内的一些航空工业设施。
美国一战战斗机王牌爱德华·瑞肯贝克，罗斯福总统的特别航空顾问
告别了这位美国特使之后，负责接待工作的苏联联络官——斯莫利亚罗夫大尉，在向上级提交的联络报告中提到美国正在研制一种“超级轰炸机”。虽说当时苏联是美国的盟友，但这个被有意无意“泄漏”的情报仍引起了苏联高层的兴趣。斯莫利亚罗夫接到了准备一份更详细报告的命令，写下他听到的所有关于这种新轰炸机的信息。
7月19日，苏联赴美军事特派团团长别利亚耶夫上将询问能否向苏联提供B-29，答案是斩钉截铁地否定。
苏联没有死心，在年5月28日又请求美国按租借法案提供架B-29，好让苏联空军轰炸日本，再一次得到了“没门”的答复。
在年初夏，尽管斯大林已承诺参加太平洋战争，但苏联仍没有开始对日宣战。直到年8月8日，在B-29“伊诺拉·盖伊”号在广岛投下一枚原子弹的两天后，莫斯科才宣布对日作战。
B-29“伊诺拉·盖伊”号
天赐良“机”
在求机无门后，苏联动起了研究B-29的脑筋。其实在年5月苏联请求美国提供“超级堡垒”前，就已经获得了3架完整的B-29和一架残骸。后来在年8月，苏联人又获得了一架B-29的残骸。这些完好B-29中的第一架是第轰炸大队第轰炸中队的B--“不刮胡子的流浪汉”号，该机在年7月29日轰炸东北鞍山时被日军防空炮火击中，导致一台巨大的莱特“双旋风”发动机熄火。
B--“不刮胡子的流浪汉”号
机长霍华德·贾雷尔意识到自己的燃料已经不足，只能向苏联境内飞行。苏联太平洋舰队航空兵的几架战斗机起飞拦截，随后“护送”该机降落在符拉迪沃斯托克以北的中央角机场。苏联以“苏日中立条约”为由扣留了飞机和机组人员。虽然机组在后来“逃”到伊朗，但“不刮胡子的流浪汉”号已注定无法返回了，另一个“任务”正等待着它。
苏联海军人民委员尼古拉·库兹涅佐夫海军元帅下令对“超级堡垒”展开研究和评估，三名“熟悉”美国飞机的飞行员（他们大多只驾驶过道格拉斯A-20“波士顿”攻击机）被派往远东地区。
年1月1日，苏联太平洋舰队航空兵总部分到了两架B-29，另一架被分给第35独立远程轰炸机中队，该中队是专门在罗曼诺夫卡组建的测试中队。值得一提的是，第35中队还装备了一架北美B-25“米切尔”双发轰炸机，该机在年4月18日参加了着名的“杜立特奇袭”后降落在苏联领土上。
有着丰富经验的前试飞员谢苗·赖德尔上校通过研究机上的文档，首先掌握了B-29的驾驶技术。V·马努诺夫接着在1月11日也驾机升空了，他在学习过程中轰遭遇了很大困难。因为他和搭档的飞行工程师切尔诺夫都不懂英语，必须借助厚厚的俄英字典来熟悉这种巨大的轰炸机。B-29在远东的测试一直持续到6月21日。
落入苏联人手中的超堡
B--“不刮胡子的流浪汉”号，隶属第轰炸大队第轰炸中队，在年7月29日轰炸东北的行动中被防空火力击中，受伤后降落符拉迪沃斯托克（海参崴）北部的中央角机场，贾雷尔机组遭拘押。
B-29A42-“凯特·鲍马特”号，隶属第40轰炸大队第轰炸中队，在年8月20日轰炸日本八幡的行动中受重创，罗杰·麦格林上尉命令所有机组跳伞，落地后都被苏联人拘押。B-29坠毁在靠近中苏边境的哈巴罗夫斯克（伯力）附近的一座山上。
B--“特别的H·H·阿诺德上将”号，隶属第轰炸大队第轰炸中队，在年11月17日轰炸日本大村的行动中被闪电击中，韦斯顿·普莱斯上尉和他的机组在迷航后紧急降落在中央角机场。
B--“顶好”号，隶属第轰炸大队第轰炸中队，在年11月21日轰炸日本大村的行动中遭日本战斗机攻击，导致一台发动机熄火，威廉·米基上尉驾机向符拉迪沃斯托克（海参崴）飞去，在苏联战斗机的护航下降落。
在莫斯科伊斯梅洛沃机场的B--“顶好”号
B--“野猪”号，隶属第轰炸大队第轰炸中队，在年8月29日向朝鲜北部一处战俘营空投补给的行动中，遭遇从附近咸兴机场起飞的苏联太平洋舰队航空兵第14歼击机团的雅克-9战斗机的错误拦截，左翼外侧发动机被击中起火，6名机组跳伞，约瑟夫·坤恩上尉驾机迫降咸兴。所有机组和“野猪”号的残骸在年9月16日交还美国。
产品R
赖德尔驾驶第一架B-29在年6月末前飞到莫斯科，降落在伊兹迈尔沃机场，也就是第65海航团的驻地。7月，马努诺夫也驾机成功抵达这里，随后是第三架B-29。
“不刮胡子的流浪汉”号并没在莫斯科停留很长时间，很快就转场到白俄罗斯的奥尔沙机场，加入亚历山大·戈洛瓦诺夫指挥的第18航空军第团。第团混合装备着佩特利亚科夫佩-8四发轰炸机、波音B-17“飞行堡垒”和联合B-24“解放者”轰炸机。其中的美制轰炸机都是迫降东欧后被苏军扣留的。
“不刮胡子的流浪汉”号被移交给在第团的N·伊先科机组驾驶，机身被涂上了红星机徽。由于机组很喜欢该机不刮胡子的流浪汉卡通形象，所以机鼻画被保留了下来。
“不刮胡子的流浪汉”机鼻画
当时苏联除了几十架过时的佩-8外，几乎没有现代化重型轰炸机，有几个项目正处于设计阶段，但距离首飞还有很长的路。
年5月25日，著名飞机设计师米哈伊洛维奇·米亚西舍夫向航空工业人民委员会建议复制B-29，这个想法被提交给了斯大林和国防委员会。6月6日，苏联领导人下令对B-29实施逆向工程，但米亚西舍夫没有获得这个项目，项目被委托给另一位著名飞机设计师——安德烈·图波列夫，代号“B-4”或“产品R”。
米哈伊洛维奇·米亚西舍夫
7月，3架B-29分别飞到莫斯科周边的三座机场。号（42-）来到霍登卡，在这里被拆解以绘制图纸；号（“不刮胡子的流浪汉”42-）来到茹科夫斯基试飞测试研究所接受进一步研究，并准备测试苏联制造的什韦佐夫ASh-73TK发动机；号（42-）作为备用机抵达伊斯梅洛沃。
被拆解的号（42-）
号（42-）的垂尾
相同，但又不同
复制B-29的工作要耗费大量人力。根据斯大林的命令，复制产品必须和原始零件一模一样，修改原始设计要慎之又慎。但由于美国使用英制单位，苏联使用公制单位，复制所需所有板材、型材、管道和许多其他零件都必须从头开始制造。
分析表明B-29不能满足苏联的国家强度标准，在结构方面需要进行改进。由于机上的许多设备对于苏联航空工业来说都是全新的产品，所以在复制中遭遇到相当多的问题。根据航空工业人民委员会的决议，所有与B-4有关命令都是最重要的，并要以最高优先级执行。
随着复制工程的进展，B-4上出现越来越多的与B-29的不同之处，其中最明显的是马力（千瓦）的ASh-73TK发动机。虽然这种发动机与美国制造的R-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。
ASh-73TK发动机
B-4的所有炮塔都使用23毫米机炮取代了12.7毫米机枪，不过保留了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。苏联打算在第一批B-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。在第一批B-4上，除了在租借法案中获得的美制SCR-N无线电设备外，其他所有零件都是苏联制造的。
B-4的所有炮塔都使用23毫米机炮取代了12.7毫米机枪
服役
B-4项目并没有制造出原型机，而是在伏尔加河畔的喀山第22工厂直接开始批生产，正式编号为图-4。第一架图-4在年春下线，5月19日由尼古拉·雷布科机组驾驶进行了首飞。该机在两个星期后前往茹科夫斯基进行试飞。第22厂在当年的夏季和秋季造出了15架图-4，其中两架在试飞中因起火而坠毁。
工厂试飞期间的第一架图-4
导航员K·伊孔尼科夫同时参加过B-29和图-4的试飞，他生动地描述了B-29和图-4间的相似性：“当我爬上B-29的座位上时，我的头撞到了风扇，同样的事情也发生在图-4上，唯一的区别是风扇铭牌是俄语！”
年8月，三架图-4在莫斯科北部图西诺的空中阅兵式上飞过，领头的飞机由苏联空军远程航空兵司令戈洛瓦诺夫元帅驾驶。当时西方许多专家认为这3家飞机只不过是经过修复后重新升空的B-29，但其实是全新制造的图-4。
年初，这种新型轰炸机进入奥尔沙西南部巴尔巴索沃的第近卫重型轰炸机团进行操作服役测试。6月25日，第团的3架飞机飞越图西诺，11月7日，莫斯科上空又出现了一个7架图-4的编队，该机开始越来越频繁地出现在苏联的国家活动上。
第近卫重型轰炸机团的图-4参加某年的五一阅兵
在一开始，图-4优先装备西部军区（乌克兰、白俄罗斯、卡累利阿和波罗的海地区），从年起，也开始出现在远东符拉迪沃斯托克（海参崴）附近的阿穆尔河地区。图-4机组们掌握了使用大口径炸弹进行轰炸、反舰和海上布雷的技术。图-4能轰炸位于欧洲、北非、中东和日本的目标，是苏联拥有的第一种真正的洲际轰炸机，对美国构成了非常有力的威胁。北约在年4月成立后把图-4称为“公牛”。
除第22厂外，古比雪夫（现在的萨马拉）的第18工厂从年2月起也开始生产图-4，莫斯科第23厂在年初也加入进来。这种生产规模意味着苏联远程航空兵到年就几乎全部换装了“公牛”。图-4的生产一直持续到年，根据不同数据，该机的产量在和架之间。苏联空军最后退役的图-4属于梁赞附近佳吉列沃的远程航空作战应用学校。
图-4轰炸机使苏联远程航空兵在很短时间里就具有了战略轰炸能力
与标准型图-4一起生产的还有图-4A，该机被设计用来挂载RDS-1原子弹，使苏联空军具备最初的核打击能力。该机一开始装备了第45近卫航空师的原子弹大队，后来被重新分配给第团。
萌萌的RDS-1核弹
苏联纪录片中的RDS-1与图-4A
年10月16日，一架图-4A在哈萨克斯坦的塞米巴拉金斯克试验场投下一枚RDS-3核弹，机长K·乌尔茹姆采夫因此被授予苏联英雄称号。年9月，另一架图-4A在奥伦堡的托茨科耶进行的“雪球”行动中扔下了另一枚原子弹。
苏联空军的图-4曾差点参加了一次实战，在年11月在匈牙利事件期间，几架图-4奉命紧急起飞轰炸布达佩斯，但后来接到返航命令时，飞机还没有飞过边境。
作为山寨产品，图-4的还原度可以打90分
稀奇古怪的“公牛”改型
年底，苏联远程航空兵开始换装喷气式轰炸机，由于淘汰下来的图-4仍有大量剩余寿命，所以被改装成其他用途。经过改装后执行特种任务的图-4D能容纳28名全副武装的伞兵，或者在翼下挂载两个流线型的P-90或P-98集装箱，每个集装箱内可容纳一门ASU-57自行火炮，炮组坐在飞机后机身内。共有架图-4被改装成图-4D，在匈牙利事件期间，布达佩斯街道上的ASU-57和其炮组就是图-4D运来的。
图-4D运输型
图-4D可在翼下挂载两个流线型的P-90或P-98集装箱，每个集装箱内可容纳一门ASU-57自行火炮
图波列夫设计局在年又推出了图-4T运输型，该机的机身经过加固，可以装载各种伞降空投包裹或容纳42名伞兵，并配备了机械化装货系统，翼下也可挂载两个P-90或P-98集装箱。不过图-4T停留在了原型机状态。
图-4的其他改型还有图-4R照相侦察机以及图-4UShS导航教练机，大约还有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。
图-4空中加油测试
第22和23工厂把“公牛”改装成能在翼下挂载两枚KS-1“彗星”巡航导弹的图-4K。年5月，图-4K原型机测试投放了有人驾驶的KS-1导弹，年5月，该机开始试射实弹。
翼下挂两枚KS-1“彗星”巡航导弹的图-4K
图-4K在黑海西岸费奥多西亚附近进行了导弹试射，目标是退役巡洋舰“红色高加索”号，在发射的12枚导弹中有8枚击中了目标。
图-4K挂载KS-1进行试飞
两个工厂大约改装了50架图-4K，从年8月开始装备了克里米亚的第团。不过图-4K反舰型只是一种过渡装备，在年6月就开始被图-16K“獾”喷气式轰炸机取代。
有架图-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。
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力，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近卫团。
图-4“纤夫”与米格-15比斯
几架“公牛”还被改装成图-4LL发动机和设备试验台。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试验台一直服役到上世纪60年代。
图-4LL发动机和设备试验台
这就是最古怪的那架图-4LL
20世纪50年代末，莫斯科第工厂曾改装了一架“公牛”测试短命的“全景”曲面屏幕投影技术。该机在机身下方的一根梁上安装了一堆电影摄影机。
年，几架图-4被移交给北极航空队用于在北极进行远程冰情侦察，这些飞机的后机舱被改装为科学设备舱。“极地公牛”能持续飞行20至25小时，偶尔也会为苏联的北极观测站运输燃料。
降落在北极冰原的“极地公牛”
三架超堡的最终命运
苏联获得的三架B-29轰炸机的最终命运如何？B-29号在图-4项目的逆向工程中被拆解，该机的部件在年被运到喀山用于制造图-70客机原型机，这架B-29的外翼段、发动机舱、襟翼、主起落架和尾翼等组件都安装在了全新的图-70原型机机身上。
制造中的图-70原型机
图-70原型机在年10月成功完成了工厂测试，但最后没有投产。原型机直到年仍在忙着进行着各种测试，并在一些特殊任务中运输了乘客和货物。
图-70原型机
B-29号“不刮胡子的流浪汉”更为活跃。该机在年4月转场至喀山，在这里被改装成“产品”项目的母机，挂载德国设计师雷辛在二战中提出的DFS火箭飞机。这种有人驾驶后掠翼火箭动力验证机被挂在B-29右翼下方的两台发动机之间。号B-29挂载着-P和-3火箭动力验证机进行了数次飞行，在“产品”项目被取消后，“不刮胡子的流浪汉”号最后在茹科夫斯基报废。
“产品”火箭飞机
B-29号备用机在抵达伊斯梅洛沃机场后就再没起飞，直到报废。
如今，一架图-4正展示在莫斯科莫尼诺中央空军博物馆中，提醒人们苏联航空工业曾经把一架复杂的轰炸机分切成最小的零件，然后在很短时间内就利用这个复杂拼图制造出了自己的第一代战略轰炸机。
博物馆中的图-4轰炸机