В конце 1943 г. в ходе совещаний с генерал-полковником Худяковым была сформулирована концепция нового самолета и определены основные требования к нему: максимальная скорость — 550 км/ч, экипаж — 5 человек, бомбовая нагрузка — от 2 до 5 тонн (в зависимости от дальности). 5 пушек калибра 23 мм должны обеспечить круговой обстрел.

Николай Николаевич всегда предпочитал вместо слова «бомбардировщик», особенно когда это касалось тяжелых машин, использовать другое — «бомбовоз». Поэтому проектируемая машина у него получила обозначение ББ — «большой бомбовоз».

Облик ББ сложился в марте 1944 г. Взлетный вес самолета составлял 26 тонн, площадь крыла — 100 кв. м, размах — 24,5 м, четыре двигателя должны были обеспечить достижение требуемой максимальной скорости не ниже 550 км/ч и высотности. Экипаж размещался в передней и задней гермокабинах, а также в двух гермокабинах, размещенных под крылом в прилегающих к фюзеляжу мотогондолах.

Оборонительное вооружение включало:

1) спаренные пушки калибра 23 мм на передней и кормовой установках;

2) по одной 23-мм пушке под крылом в установках за гондолами внутренних двигателей;

3) по одной 23-мм пушке в средней части фюзеляжа по каждому борту на дистанционной установке;

4) две 25-мм пушки и одна пушка калибра 45 мм в двух верхних турелях, располагавшихся вместе ближе к килю уступом, «как на крейсерах», или — предпочтительный вариант — две верхние турели с одной 45-мм пушкой.

Главной особенностью оборонительного вооружения являлось стремление обеспечить не только круговой обстрел, но и по возможности для большинства секторов — перекрестный.

К середине 1944 г. эскизное проектирование самолета было близко к окончанию. Оставалось определиться с типом мотора. Требовалась мощность не менее 2200–2500 л.с. Николай Николаевич склонялся к использованию двигателей А. А. Микулина. Но завершить задуманное не удалось.

Кроме создания вышеперечисленных машин, в годы войны ОКБ Н. Н. Поликарпова подключили к выполнению еще одного задания. Оно возникло при следующих обстоятельствах.

С июля 1942 г. над Москвой на высотах 12 000-13 000 м, исключавших поражение огнем зенитной артиллерии, и выше практического потолка истребителей, стоявших на вооружении авиации ПВО СССР, регулярно начал летать немецкий высотный разведчик «Юнкерс» Ju-86R-1. Его полеты очень нервировали Ставку Верховного Главнокомандования, так как противник мог получать ценную разведывательную информацию. Постановлением ГКО от 12 ноября 1942 г. ОКБ А. С. Яковлева было обязано поставить в части ПВО Москвы до 15 января 1943 г. на войсковые испытания пять экземпляров высотных истребителей Як-9 с М-105ПД. Аналогичные задания были выданы в ОКБ С. А. Лавочкина и А. И. Микояна.

По разным причинам КБ Яковлева смогло выполнить задание лишь к 20 апреля 1943 г. Однако предельный потолок Як-9 с М-105ПД не превышал 12 000 м.

В ОКБА.И. Микояна более основательно подошли к задаче. К концу 1943 г. там удалось построить истребитель И-221, способный летать на высотах порядка 13 000 м. Его испытания показали, что необходима доработка машины. Затем последовали усовершенствованные модификации И-222, И-224, И-225, причем на последних удалось реализовать требования ВВС, но лишь к концу 1944-го — началу 1945 г.

22 августа 1943 г. на перехват немецкого самолета-разведчика, совершавшего очередной облет Москвы, были подняты пятнадцать истребителей, в том числе три Як-9ПД, два высотных «Спитфайра», две «Аэрокобры», шесть Як-1 и два МиГ-3. Только один летчик на «Спитфайре» смог подняться до высоты 11 500 м, а затем обстрелять самолет противника из режима кабрирования, находясь примерно на 500 метров ниже.

23 августа 1943 г. командующий войсками Западного фронта ПВО Г. П. Громадин в донесении командующему ВВС сделал вывод о том, что вопрос о высотных истребителях для ПВО столицы практически не решен.

В этих условиях к созданию высотного истребителя решили подключить и ОКБ Н. Н. Поликарпова. Проектирование высотного перехватчика (отсюда и его обозначение «ВП»; другое обозначение «К» — по заводской документации) началось с октября 1943 г.

Оно проводилось на базе использования задела, полученного по истребителям И-185 — И-188.

Первоначально планировалось поставить двигатель М-71Ф с двумя турбокомпрессорами для повышения высотности. Первый вариант эскизного проекта был готов к 2 ноября 1943 г. Заключение НИИ ВВС было подписано 17 декабря 1943 г. Согласно предварительным планам, летные испытания ВП должны начаться в конце 11 квартала 1944 г. Ввиду разочарования Поликарпова в моторе М-71 первый вариант проекта переделали сначала под использование АМ-39А с турбокомпрессором ТК-300, затем под АМ-39Б с ТК-3 и окончательно под АМ-39Б с ТК-300Б. Все это вместе с требованиями по увеличению площади радиаторов, расположенных в крыле, привело к необходимости существенной переработки конструкции. Эскизный проект ВП (К) был завершен только летом 1944 г. Срок предъявления ВП на испытания перенесли на декабрь 1944 г.

Самолет ВП представлял собой низкоплан с цельнометаллическим крылом и выклеенным из шпона фюзеляжем с гермокабиной для летчика. Расчетный полетный вес — 3320 к г. Крыло имело размах 11 м, площадь — 16,2 кв. м. Вооружение состояло из двух пушек калибра 23 мм.

С мотором АМ-39А истребитель мог развить максимальную скорость у земли 500 км/ч, а на высоте 13 750 м — 715 км/ч. С мотором АМ-39Б скорость ВП у земли становилась еще выше: 586 км/ч, но на больших высотах немного понижалась (681 км/ч на 13 000 м). Справедливости ради стоит отметить, что расчетные характеристики варианта с АМ-39Б и ТК-300Б более реальны, так как они были выполнены (по-видимому, впервые в СССР) с учетом волнового сопротивления (на высоте 13 750 м расчетная скорость составляла 805 км/ч без учета волнового сопротивления). ВП мог достичь потолка 14 500-14 750 м. На набор высоты 14 000 м истребителю с АМ-39А требовалось 24,48 мин, а с АМ-39Б — 18 мин.

Было признано, что самолет удовлетворяет требованиям, предъявляемым к высотным перехватчикам.

Машину предполагалось строить в четырех экземплярах. На заводе № 51 началось изготовление стендов для наземной отработки винтомоторной группы и гермокабины.

В нервюрах крыла был применен профиль серии NACA-230. Проведенные в ЦАГИ исследования показали, что он не является оптимальным на высотах. Поэтому для второго экземпляра признано целесообразным изготовить новое крыло с профилем, рекомендованным ЦАГИ. Кроме того, на новом крыле предполагалось установить более высокое шасси, необходимое для использования винта с большим диаметром и кпд. Николай Николаевич считал профиль NACA-230 вполне подходящим для больших высот, но соглашался с тем, что относительная толщина его не является оптимальной. По его указанию для последующих экземпляров проектировалось новое крыло с уменьшенной до 14,7 кв. м площадью и другой относительной толщиной.

В августе 1944 г. по ВП было выполнено 95 % чертежей, часть из которых уже находилась в цехах. Но затем все работы над машиной были свернуты.

Поликарпов настойчиво искал пути дальнейшего повышения характеристик истребителей. Некоторый положительный эффект сулил поиск приемлемых решений по снижению аэродинамического сопротивления, включая применение новых компоновок. В конце 1943 г. Николай Николаевич сделал набросок истребителя, выполненного по схеме «утка» с толкающим винтом и трехколесным шасси с носовым колесом. На концах крыла были установлены шайбы. Однако резкого повышения летных характеристик при такой схеме получить не удалось.

На первый взгляд, установка двигателя увеличенной мощности могла решить проблему, но с ростом мощности двигателя увеличивалась и его масса. Возможности по снижению удельного веса авиационных поршневых моторов в основном были исчерпаны. К тому же при скорости свыше 800 км/ч начинали падать тяговые характеристики воздушного винта, резко возрастал его вес.

Выход из создавшегося положения мог дать только реактивный двигатель.