Первый же опыт проектирования самолетов Ильюшин получил, работая над дипломным проектом – самолетом-истребителем.
В 1926 году, после окончания академии, приказом Реввоенсовета СССР № 750 C.В. Ильюшину присвоили звание военного инженера-механика Воздушного Флота.
С июня 1926-го по ноябрь 1931 года Сергей Владимирович работал председателем самолетной секции Научно-технического комитета ВВС (НТК ВВС), где занимался изучением мирового опыта авиастроения, разработкой тактико-технических требований к новым самолетам. Под руководством Ильюшина довелось разрабатывать технические требования к самолетам Н.Н. Поликарпова (в том числе к У-2), А.Н. Туполева и Д.Г. Григоровича. По совместительству в 1930–1931 годах Сергей Владимирович работал помощником начальника Научно-испытательного института ВВС (НИИ ВВС) по научно-технической части.
Все это способствовало формированию его как конструктора, и летом 1931 года Ильюшин подал рапорт о переводе в авиационную промышленность, предварительно заручившись поддержкой начальника Всесоюзного авиационного объединения П.И. Баранова.
Рапорт Ильюшина был рассмотрен, и в ноябре 1931 года он возглавил конструкторское бюро ЦАГИ.
В январе 1933 года по предложению Ильюшина конструкторский отдел Сектора опытного строительства (КОСОС) ЦАГИ реорганизовали в Центральное конструкторское бюро (ЦКБ) авиазавода № 39 имени В.Р. Менжинского, начальником которого (и по совместительству заместителем директора завода) назначили Сергея Владимировича, и конструкторский отдел ЦАГИ для разработки тяжелых самолетов. Спустя полгода, когда из ЦКБ выделились в самостоятельные КБ коллективы Н.Н. Поликарпова, В.А. Чижевского и Г.М. Бериева, Ильюшин возглавил вновь сформированную бригаду № 3, в сентябре 1935 года преобразованную в Опытно-конструкторское бюро авиазавода № 39.
Глава 2 ЦКБ-26 – первый самолет
В ночь на 8 августа 1941 года с аэродрома Кагул, располагавшегося на острове Эзель (Сааремаа) в Балтийском море, взлетели три группы из 15 бомбардировщиков ДБ-3Т Балтийского флота. На борту каждого самолета находилось по восемь стокилограммовых фугасных бомб. До Берлина предстояло пройти 1760 км, из них 1400 – над морем на высоте до 7000 м вне видимости земли и столько же обратно.
В Советском Союзе к тому времени не было другого типа машин и экипажей, подготовленных для удара по сталь удаленной цели. С точки зрения физического ущерба этот налет напоминал булавочный укол, но с политической – демонстрацию возможностей не только авиации Советского Союза, но и полной решимости советского народа выстоять и победить в начавшейся войне. Самое интересное заключалось в том, что прообразом дальнего бомбардировщика ДБ-3 стал ближний бомбардировщик ББ-2, он же широко известный ЦКБ-26 с моторами воздушного охлаждения М-85.
Есть основание полагать, что в основу ЦКБ-26 был положен один из проектов Н.Н. Поликарпова. Николай Николаевич часто конфликтовал с А.Н. Туполевым, не разделяя его взглядов на развитие истребительной авиации. Дело в том, что в 1931 году отдел авиации и гидроавиации непродолжительное время входил в состав ЦКБ, и Туполев успел и там «оставить свой след», сняв Поликарпова с должности начальника истребительной бригады. Ильюшин же не разделял взглядов «патриарха советского самолетостроения» и поручил Поликарпову разработку истребителей И-15 и И-16, ставших, как известно, в 1941 году главной сдерживающей силой против немцев в начальный период Великой Отечественной войны.
В благодарность за это Поликарпов, возглавив свое КБ, и оставил Сергею Владимировичу недовведенный до конца проект будущего ББ-2. Николай Николаевич тогда и не представлял себе, что эта машина станет основой дальнего бомбардировщика, выдержавшего тяжелейшие испытания в четырех войнах.
История самолета началась 29 августа 1934 года, когда начальник УВС РККА Я.И. Алкснис утвердил тактико-технические требования на ближний бомбардировщик, а непосредственное руководство проектированием машины взял на себя С.В. Ильюшин, одновременно возглавлявший третью бригаду ЦКБ.
Задача создания самолета осложнялась отсутствием подходящих двигателей. Высокий удельный вес и недостаточная мощность отечественного мотора М-34 с водяным охлаждением не позволяли реализовать в задуманной машине характеристики, утвержденные заказчиком.