上世纪30年代中期，苏联设计师维克托·费德罗维奇·博尔霍维季诺夫着手设计一种轰炸机，以弥补苏联空军高速轻型轰炸机的空缺，这款飞机就是S-2M-103，这个名字比较奇特，S-2指的是安装了2台发动机，M-103则是发动机的型号，此外它也有BBS-1、LB-S等名字。
设计工作始于1936年，设计团队此前并没有类似飞机的设计经验，最终决定将轰炸机设计成低单翼、双引擎、双垂尾的结构，速度是新飞机一项关键指标，传统的机翼发动机舱会增加飞行阻力，经过讨论决定在机体内串联安装发动机。
S-2M-103为全金属、低单翼双座快速轰炸机，机内有金属梁作为支撑，翼梁上开孔降低结构重量，表面覆盖金属应力蒙皮，发动机舱几乎占了机体的前半段，随后是串联的双座驾驶舱，水平尾翼安装在机尾上方，尾翼翼尖安装双垂尾。
飞机的动力系统为2台M-103型发动机，它们安装在共同的刚性基座上。这种发动机源自法国的Hispano-Suiza 12Y，苏联仿制后称为M-100，改进后称为M-103，这是一种可输出960马力的V-12液冷发动机。
螺旋桨采用共轴对转方式，其实两副螺旋桨相互之间没有动力联系，前一台发动机的轴是中空的，后一台发动机的传动轴从中穿过驱动前一副螺旋桨，前发动机则驱动后一副螺旋桨，本质上来说是两套互不干扰的动力设备，即使其中一台发动机故障也能保证基本动力。
发动机的冷却设备安装在两侧，散热器在机身下方，燃油全部存放在机翼油箱内，总共分成4个油箱，可以支持飞机航行700千米，飞机最大速度570千米/小时，最大升限9000米。
起落架为后三点式，主起落架和尾轮均可向后收回，主起落架安装在机翼内，向后收回的时候机轮会向侧面偏转90°平放在机翼内。
2名机组分别是驾驶员和领航员，座舱盖采用大面积有机玻璃制成，领航员座位两侧机体还额外设有玻璃窗口，2人的视野非常好，领航员配备了炸弹瞄准器。
飞机的弹舱设置在驾驶员座位下方，舱门为电动控制，这里可以挂载880磅炸弹（400千克），弹药携带能力偏弱，飞机没有航向武器，只在领航员位置安装了2挺向后射击的7.62毫米自卫机枪，因为飞机独特的结构，向后射界比较开阔，后续打算替换为2挺12.7毫米机枪。
第一架原型机在1939年建成，随后在飞行测试中表现还算不错，但也出现了一些问题，它最大起飞重量约5600千克，570千米的最大飞行时速比预期低了70千米，起飞、降落滑跑需要的跑道过长，后置发动机的传动轴也因为振动断裂过。
解决头一个问题是通过改进机翼和襟翼，让起飞滑行长度缩减到860米，着陆滑行缩减到650米。后一个问题则尝试安装单台发动机来改善，实验证明一台发动机动力严重不足，原型机曾安装过M-105P，这是一款增强动力的M-103，可输出1050马力，它只能让飞机达到400千米的时速。
S-2M-103轰炸机项目在1942年中期搁置，一定程度上是受到德军入侵的影响，虽然没有取得实质成果，但帮助苏联设计师验证了串联发动机和共轴对转螺旋桨等技术。
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