Речь шла о создании бомбы калибра не менее 5000 кг. К концу 1942 года подобная фугасная бомба была создана. ФАБ-5000 весила 5080 кг, имела диаметр 1000 мм и длину, соответствующую длине бомбоотсека Пе-8. От разрыва такой бомбы на земле образовывалась воронка диаметром 18-24 м и глубиной 6-9 м. Крупный железнодорожный мост мог быть разрушен такой бомбой, даже если бомба взрывалась в 10-15 м от него. Предварительно, прежде чем передавать бомбу в действующие части АДД, решено было проверить как эффективность ее действия, так и особенности ее эксплуатации. Единственной советской машиной, которая могла поднять и доставить к цели это чудовище, был Пе-8. Соответственно разработку системы подвески бомбы поручили ОКБ Незваля. До этого наибольшая бомба, которую поднимал Пе-8, была бомба ФАБ-2000.
По своей длине бомба в отсеке Пе-8 размещалась, а вот ее метровый диаметр привел к тому, что она значительно выступала за обводы фюзеляжа и не позволяла закрывать полностью створки бомболюка (И.Ф. Незвалю везло в жизни на подобные задания, через полтора десятка лет именно его подразделение в ОКБ Туполева получит задание на размещение термоядерной "супербомбы" "202" мощностью 100 мегатонн в бомбоотсеке Ту-95). Подвеску бомбы пришлось выполнять совершенно по иному, чем для ФАБ-2000, - на лонжеронах центроплана установили более прочные узлы, а также смонтировали новую систему для подвески бомбы. В ОКБ достаточно быстро разработали всю техдокументацию по теме. Для проверки системы подъема изготовили весовой макет в виде бочки, начинив ее землей и железными обрезками.
После испытаний макета на прочность на стенде на трехкратную перегрузку решено было поднять макет системы в воздух и произвести сброс. На доработанном Пе-8, пилотируемым Водопьяновым и Говоровым, был произведен сброс весового макета бомбы с высоты 3000 м на болота в устье Камы. Испытания прошли успешно, подтвердив возможность применения с Пе-8 ФАБ-5000. Вслед за первой машиной системой подвески ФАБ-5000 в начале 1943 года было оборудовано еще несколько самолетов.
ФАБ-5000
Помимо определения особенностей эксплуатации новых бомб и отработки четкого взаимодействия всех частей системы, предстояло проверить эффективность действия бомбы и ее разрушающую способность в реальных условиях. Ответ на этот вопрос можно было получить только путем сброса этой бомбы на какую-либо реальную цель на территории противника. Проводить подобную операцию на своей территории на каком-либо полигоне посчитали нежелательным, когда в распоряжении АДД имелся достаточно широкий выбор достижимых целей на территории Германии. Вскоре 45-я дивизия АДД получила задание на нанесение удара ФАБ-5000 по Кенигсбергу. 29 апреля 1943 года с Пе-8 4М-30 №42029 была сброшена бомба ФАБ-5000 на Кенигсберг.
По данным агентурной разведки стало известно, что эффект от взрыва был близок к ожидаемому... В конце мая ФАБ-5000 была сброшена на сосредоточение германских войск в районе Могилева, 4 июня с помощью ФАБ-5000 перепахали железнодорожные пути в районе Орла, затруднив переброску германских войск в район Курского выступа. В июле 1943 года ФАБ-5000 обрушивались в ходе начавшейся Курской битвы на войска противника и на Орел. Всего до весны 1944 года на головы немцев было сброшено 13 ФАБ-5000.
По состоянию на 18 марта 1942 года в составе 746-го полка имелось 11 самолетов Пе-8, из которых 8 были неисправными. В основном это были машины с дизелями. Постепенно в течение 1942 года основу парка полка составили Пе-8 с АМ-35А. Весь 1942 год Пе-8 активно использовались в боевых действиях. Тяжелое положение в летне-осенний период на фронте заставило командование использовать соединения АДД для ударов по тактическим целям и целям, находившимся в ближайшем тылу противника. Не избежали этой участи и ПЕ-8. Одновременно продолжались боевые полеты в глубокий тыл противника. Причем каждый такой вылет контролировался Верховным. Вот как об этом рассказывает И.Ф. Незваль, который в 1942 году в один из приездов в Москву находился на командном пункте АДД: "В этот приезд мне довелось несколько раз присутствовать при боевых вылетах соединений ТБ-7. Надо сказать, что это очень ответственный и в то же время торжественный момент.
Боевые вылеты там происходят в сумерки, самолеты взлетают один за одним, берут курс на запад и исчезают в наступившей темноте. В зависимости от дальности цели их полет продолжался по 10-15 часов. Мне однажды, будучи в Штабе АДД, довелось присутствовать на командном пункте маршала Голованова и слушать донесения командиров кораблей о ходе выполнения задания, о чем он тут же докладывал Верховному Главнокомандующему, который придавал большое значение боевой работе этих машин".