计图案、卖国、叛变。他被判无期徒刑。他的计划搁浅或者被其它研究局接受。此后他被迫为克格勃的29研究局工作，他和其他被关押的工程师被迫研制一架双引擎的俯冲轰炸机。这个研究的结果是当时先进的图-2。1941年德国入侵，苏德战争爆发后图波列夫被释放。他去鄂木斯克并在那里建立了166研究局。1943年他回到莫斯科领导他原来的研究局。随后，图波列夫就获得了新的任务。斯大林下令他设法仿制美国的B-29超级堡垒轰炸机来弥补苏联在战略轰炸机方面的落后。图波列夫在18个月内就设计了一型新的战略轰炸机图-4。虽然这架飞