概述
在噴氣發動機出現以前，戰鬥機通常的布局都是發動機前置，但貝爾飛機公司的“飛蛇””戰鬥機是首次採用發動機後置布局的美國戰鬥機。先前，英國韋斯特蘭公司和庫爾霍文公司的戰鬥機上採用過這種布局，然而P-39飛機是第一種投入大量生產的這樣布局的飛機。
把發動機後移到重心位置之後，某些優點變得突出了。細長的機頭可以使流線型和視界更好，並且，可以容納重型軍械和前三點起落架的可收放式前輪。這種起落架地面操縱性好，並能提高著陸速度，這樣機翼就可以設計的較小從而也提高了空速；但這並不是完全有利的，因為大的翼載荷妨害了爬升和高空機動性。
研製試飛
1937年5月18日貝爾飛機公司向陸軍提交了一分“飛蛇”飛機的技術說明書。同年10月7日，軍方訂購了一架XP-39原型機。使用帶渦輪增壓器的艾利森V-1710-17發動機，通過一根3.05米的長軸帶動螺旋槳。該發動機的起飛功率為1，150馬力，在6，100米高度上的功率為1，000馬力。技術條件要求：在海平面和6，100米高度上的最大速度分別為530公里/小時和644公里/小時；爬升到6，100米高度的時間為5分鐘。但上述條件只有在空重和總重分別為1，815公斤和2，520公斤的條件下才能實現。而後來的發展已遠遠超出了這兩個重量。該機安裝帶400發子彈的兩挺12.7毫米協調式機槍和在它下面的一門帶50發炮彈的25毫米機炮，炮管穿過螺旋槳槳轂伸出，但這門25毫米機炮於1938年12月2日為一門帶20發炮彈的37毫米T-9機炮所代替（實際上這架原型機在飛行試驗時，沒有裝武器）。
1939年4月，在戴頓作了首次飛行試驗，4月27日，陸軍航空隊就簽訂了12架YP-39和一架YP-39A作戰適用性試驗機契約。經初步試驗後，美國國家航空諮詢委員會對原型機作了研究，並又運回布法羅工廠進行修改。這些修改使飛機大為改觀。在XP-39飛機上放在發動機後部機身兩側的散熱器，移置於修改過的翼根內，其進氣口在前緣處。封閉式座艙下移了；為了更流線化，把主輪覆蓋起來了。汽化器進氣口設在座艙後面；渦輪增壓器卸掉了；原來的發動初改成V-1710-37發動機，此發動機在4，060米高度上的功率1，090馬力。
1939年11月25日首次飛行的改型後的原型機被編號為XP-39B，並且實驗證明，把它的一些特點用在訂購中的YP-39飛機上是足以令人滿意的。起先，YP-39與原型機一樣，要裝渦輪增壓器，在6，100米高度上速度為605公里/小時，爬升至此高度的時間為6分鐘；實用升限為12，600米；而改進後的YP-39A沒裝渦輪增壓器，在3，050米高度上速度為578公里/小時。1940年1月，所有13架作戰適用性試驗機都選用不帶渦輪增壓器的V-1710-37發動機，而未選用原計畫的V-1710-17和V-1710-19發動機。
不裝渦輪增壓器的決定是“飛蛇”飛機發展中關鍵的一步，因為，雖然此決定使這種飛機花錢少，低空操縱性好，但嚴重地損害了高空性能。這一缺陷是早期的P-40和P-38的英國改型所共有的。第一架YP-39（貝爾12型）飛機出現於1940年9月，在4，140米高度上最大速度為591公里/小時。軍械由一門帶15發炮彈的37毫米機炮、共帶400發子彈的兩挺12.7毫米機槍和共帶1，000發子彈的兩挺7.6毫米機槍組成，它們都設在機頭內。飛行員座艙用裝甲保護；飛行員由汽車式側門而不是由普通的滑動座艙蓋進入飛機。
量產
“飛蛇”的大批生產訂貨的開始是在1939年8月10日，當時要為陸軍製造臨時編號為P-45的80架貝爾13型飛機。1940年4月13日，替英國政府訂購了貝爾14型飛機；9月13日陸軍購買了貝爾15型飛機。第二天，前一契約有所改變，以致最後60架飛機能獲得專門為1940年訂購的這些飛機而設的防漏油箱和機翼機槍。
塗著偽裝漆的生產型飛機於1941年1月開始出現，它安裝在3，660米高度上功率為1，150馬力的V-1710-35發動機。頭20架是P-39C（前稱P-45），除發動機外，與YP-39相同。該公司其餘的60架成為P-39D（貝爾15型），這種全副武裝的“飛蛇”飛機有防漏油箱和共帶4，000發子彈的4挺7.62毫米機翼機槍。共帶400發子彈的兩挺12.7毫米協調
式機槍位於一門帶30發炮彈的37毫米機頭機炮的上方。因為油箱防護使內部燃油容量從643公升下降到455公升，故P-39D飛機裝一個281公升的機腹副油箱（亦可掛一枚227公斤的炸彈）。所有這些重量，包括83.5公斤和27.7公斤的裝甲玻璃風檔，對爬升產生了不良影響。
繼頭60架P-39D飛機之後，按1940年的契約，與229架P-39F一起又交付了344架，P-39F飛機除改變了螺旋槳（通用汽車公司航空產品部生產的螺旋槳代替寇蒂斯飛機公司的產品）和排氣裝置外，與P-39D相似。艾利森V-1710-59發動機裝到了此契約最後25架飛機上，編號為P-39J。所有這幾種飛機在公司檔案中稱為15型，並有相同的特性。
各種改型
英國的貝爾14型飛機，於1941年4月5日與陸軍的P-36D同時開始出現，除用帶60發炮彈的射速較高的20毫米機炮代替37毫米機炮，裝備同樣的V-1710-35發動機和軍械。英國空軍稱這些飛機為“飛蛇”I，當英國取消了所訂購的多數“飛蛇”後，這些飛機重新回到美國陸軍航空隊，美國檔案上則稱其為P-400，雖然預定送往英國的有675架，但至少有212架轉交給了俄國，54架在海上損失了，還有179架於1941年12月被陸軍航空隊留下，放在南太平洋和後方教練機場供緊急使用。
1941年6月用租借法案款項購買494架貝爾14A飛機，這些飛機有20毫米機炮，於1942年交付。第一批飛機編號為P-39D-1，與P-39D相象，最後158架裝V-1710-63發動機，編號為P-39D-2。為了作遠距離轉場飛行，一個埋入式的機腹油箱能使燃油容量增加到1，000公升。
為XP-39E飛機設計了一種新型的翼尖切平的層流機翼，1941年4月10日訂購了兩架原型機，後來又增訂了第3架。XP-39E飛機裝一門帶30發炮彈的37毫米機頭機炮、兩挺12.7毫米機頭機槍和4挺各帶300發子彈的機翼機槍，並要裝大陸V-1430發動機。1942年2月試飛開始時此動力裝置還沒有研製出來，於是，改裝艾利森V-1710-47發動機，該發動機的起飛和在3，420米高度上的功率分別為1，325馬力和1，150馬力。這3架樣品機各試驗了不同的垂直尾翼。對此方案所作的技術研究，對貝爾“眼鏡王蛇”飛機的發展是有幫助的。1942年2月24日，向在喬治亞州馬里埃塔的貝爾飛機公司新廠訂購4，000架編號為P-76的生產型飛機，但此契約在同年5月20
日被取消了。因此，該廠可以騰出力量投入B-29飛機生產，貝爾飛機公司的工程師們也能集中於P-63飛機的工作。
下一批生產型“飛蛇”飛機，在外觀上與P-39D相象，以1941年8月21日簽訂的1，800架P-39G飛機契約開始，但這個編號後來被放棄。所裝發動機型別的變化使得它們1942年的交貨有不同的編號。採用起飛功率為1，325馬力的V-1710-63發動機的頭210架是P-39K，它裝一副直徑為3.15米的通用汽車公司航空產品部的螺旋槳，而同時製造的250架P-39L飛機卻裝寇蒂斯飛機公司的螺旋槳。1942年11月，P-39M飛機出現了，它裝直徑為3.38米的螺旋槳和V-1710-83發動機，該發動機的起飛和在2，600米高度上的功率分別為1，200馬力和1，420馬力。貝爾飛機公司交出240架P-39M後，又有2，095架P-39N飛機出廠了。這種“飛蛇”飛機的內部燃油容量降低到330公升，裝V-1710-85發動機，該發動機在2，960米高度上的應急功率為1，420馬力。最後695架（P-39N-5批）的裝甲重量從105公斤降低到87.5公斤。在公司檔案上，稱所有這幾批飛機為26型，並且在外觀上是那么相象，以致只能憑序號來識別它們（注意：從未生產過P-39G、H或P飛機；I和O沒有用作編號字母，因它們會同數字混淆起來）。
P-63
雖然美國參戰以來的兩年內，研製了9種新型的單座戰鬥機，但只有P-63飛機——貝爾“飛蛇”飛機的後繼機，投入了成批生產。P-63“眼鏡王蛇”，主要是按租借協定為蘇聯製造的，在高空性能方面不如“野馬”和“雷電”飛機，然而人們認為在低空作戰是良好的。
“眼鏡王蛇”飛機的設計工作於1941年2月與XP-39E飛機方案同時展開，建議在“飛蛇”飛機上採用層流機翼。1941年4月訂購的XP-39E原型機於1942年初飛行，它有層流翼型，切平的尾翼，以及後來用在XP-63飛機上的艾森利V-1710-47發動機。1941年6月27日，訂購了兩架XP-63原
型機，其中第一架於1941年12月7日飛行。下月因飛機失事便停止了試驗；第二架原型機於1943年2月5日飛行，同年5月也墜毀了。
幸運的是，第三架原型機——XP-63A飛機於1942年9月訂購，並於1943年4月26日飛行，它裝一台V-1710-93發動機，起飛功率為1，325馬力，在6，830米高度上的功率為1，150馬力。“眼鏡王蛇”的總體布局與P-39相似，在飛行員後面裝艾利森發動機，採用前三點式起落架，以及一門37毫米機頭機炮和兩挺12.7毫米機頭機槍。然而較大的P-63飛機根據平直後緣的尾翼、較寬的機翼和四葉螺旋槳，可與P-39區別開來。載荷包括：40公斤裝甲、379公升內部燃油和機身下可懸掛一枚272公斤炸彈或一個284公升的副油箱的掛
架。
1942年9月29日訂購的生產型飛機的交貨於1943年10月開始，在P-63A-1到P-63A-10各批飛機上，裝甲和外部載荷不斷增加。除機頭機炮和兩挺12.7毫米機頭機槍外，還在每個機翼下各設一挺12.7毫米機槍，4挺機槍共帶900發子彈。這門37毫米機炮備彈量為，從早期型別的30發增加到P-63A-9的58發。一個裝在機腹下的663公升保形轉場油箱，可換成一枚272公斤炸彈或284公升副油箱；而從P-63A-6開始的“眼鏡王蛇”飛機，機翼外側有掛架，可懸掛附加的副油箱或另外兩枚272公斤炸彈。在A-5、A-8、A-9和A-10各型上的裝甲重量分別增至81.3公斤、88.8公斤、90.5公斤和121公斤。
1，725架P-63A飛機完成後，於1944年12月開始按收1，227架P-63C飛機，這種飛機裝一台V-1710-117發動機、406公升內部燃油和91.2公斤裝甲，在機尾下有一個延伸鰭。陸軍航空隊使用過早期P-63A飛機，有2，456架“眼鏡王蛇”到了俄國，300架P-63C飛機到了法國，而兩架P-63A飛機在英格蘭作試驗。
“眼鏡王蛇”飛機的一種改進型於1945年出現，裝一台V-1710-109發動機和修改過的機翼。第一架也是唯一的一架P-63D飛機，安裝了一反“飛蛇”傳統的水泡式座艙蓋，但73架於同年5月開始試飛的較重的P-63E飛機則有標準的座艙和設備。由於租借法案終止，撤銷了另外一個2，930架飛機的契約。高機尾和V-1710-135發動機是識別唯一的P-63F樣品機的標誌。
非戰鬥用的P-63飛機，為試驗V形“蝴蝶”尾翼、後掠機翼和為儀表飛行訓練用的第二座艙而進行改裝。我們也不應該忘記為訓練轟炸機的射擊員而製造的靶機型（RP-63A和RP-63C）。去掉了作戰裝備；蒙上了676公斤重的極厚的蒙皮，用於擋住由實習射擊員射出的易碎的演習彈。當感受到中彈時，機頭上一盞紅燈一閃一閃。在戰時，製造了300架，於1946年又製造了32架只RP-63G飛機。
紅色“飛蛇”
美軍棄兒
P-39戰鬥機是戰爭期間一種很有特色的飛機。作為一種嘗試，該機將發動機放在座艙後面，座艙布置相應靠前，發動機延長軸內還布置了一門37MM機炮，在二戰中這也算得上數一數二的強火力。該機還採用了前三點起落架，可能又是單座戰鬥機的第一號。
不過，結構的革新並不一定受到歡迎。美軍對這種飛機評價甚低，比如固然該機結構緊湊，但也造成機內空間狹小緊張，飛行員操作不便；發動機高空功率不足；靜穩定性差，不易操縱；側開的汽車式艙門進出不便，逃生困難；結構複雜，維修困難等等等等。該機在太平洋的幾次實戰中，被日本人的“零”式和“奧斯卡”打得大敗虧輸，更讓美國陸軍航空隊對它失去了所有信心。特別是當時美國有多種新式戰鬥機可供選擇，失寵的P-39被降格當教練機，在美國國內訓練新飛行員。但是如前所說，該機的操縱性能不是很好，需要熟練的飛行員才能發揮性能，新手飛行事故率比較高，所以連飛行學員也不喜歡它。當時航空學員中流行著一首俚歌：“三十九，三十九，發動機裝背後，翻來轉去打筋斗，刨出一個大窟窿——嗨，嗨！不要給我三十九。”
在偏僻、物資匱乏的南太平洋，少量P-39被拉來充數，維持空中實力外，P-39就會默默地在各輔助戰鬥機大隊作為教練機終其一生。但是突發轉機，美國和蘇聯簽署了同盟國之間武器租借的協定。美國當然捨不得把好飛機都給了蘇聯，好在協定上沒規定飛機型號，於是這些礙眼的P-39終於找到了出路，就這樣把它們作為新型戰鬥機送給蘇聯人去打仗了。
蘇聯顯威
蘇聯人拿到這種飛機之後，簡直是如獲至寶！蘇聯人何曾見到過這么先進的戰鬥機？——全金屬結構（蘇聯當時各種主力戰鬥機不是鋼管蒙布，就是木骨架蒙膠合板。不管什麼米格、拉格、雅克莫不如此，雅克1整個主翼都是木頭的。所以街道小廠，只要有木匠，就能造飛機。蘇聯人雖然誇稱自己東西好，心裡對西方航空技術其實是羨慕的。）；——完善的通訊設備（蘇聯人更沒有了，蘇聯二戰結束後的很多戰鬥機上飛行員還使用信號槍傳遞信號，他們自己也知道自己的無線電設備不過關。）；——前三點起落架（這個是真的沒想到，思路變了嘛！）。於是P-39發到各精銳部隊，飛行員操作後，評價都非常高——P-39的轉機就這么來了。
在蘇聯人眼裡，P-39的缺點根本不是缺點。靜穩定性差？原來飛的伊-16穩定性更差，飛慣了伊-16的蘇聯飛行員根本不在乎P-39；高空功率不足？米格-3已經把德國飛機趕到低空了，不需要去高空作戰；側門不好逃生？史達林的近衛軍應該駕駛起火的飛機撞擊敵人，逃什麼生？維修困難？這可是精英駕駛的先進武器，當然要有精英的維修隊伍了！既然蘇聯人這么想得開，那P-39就只剩得下優點了。不過在蘇聯戰場上，P-39也確實爭氣，捷報頻傳。同盟軍第二號王牌，三次“蘇聯英雄”稱號獲得者亞歷山大·波克雷什金上校（紀錄是59架敵機，雖然比頭號王
牌闊日杜布少3架，不過作為指揮官，指揮才能遠比闊日杜布優秀）就認為P-39是遠超過當時其他蘇聯飛機的現代化戰鬥機，他所轄的幾個大隊曾全部裝備P-39，號稱“飛蛇大隊”。波克雷什金還針對P-39的性能特點制定過專門戰術。
由於P-39裝備了大口徑機炮，在東線常常擔任對地突擊任務，並且獲得了極大的成功。同時P-39廣泛被使用在空優作戰中，它的性能並不象一般人想的那么拙劣，如前所述，它非常適合蘇聯飛行員。同盟軍第四號王牌，兩次“蘇聯英雄”稱號獲得者格里戈里·列奇卡洛夫大尉取得的58架戰果中，有44架是用P-39完成的，他駕駛著P-39一直到戰爭結束（戰績遠不如他的駕駛P-51出色的美軍王牌們真該感到慚愧）。至於P-39的大口徑火炮，單發命中帶來的破壞威力給蘇聯人留下了深刻印象，這也是蘇聯戰後從米格-9開始的一系列飛機安裝37MM火炮的原因。
數據表
貝爾XP-39：
艾利森V-1710-17，1，150馬力（起飛），1，000馬力（高度6，100米）
尺寸：翼展10.9米，全長8.75米，全高3.35米，翼面積18.6平方米
重量：空重1，820公斤，總重2，520公斤，最大總重2，320公斤，載油量436~758升
性能：最大速度628公里/小時（高度6，190米），著陸速度129公里/小時，實用升限9，760米，爬升率6，100米/5分，續航時間1小時（最大速度）。
貝爾XP-39B：
艾利森V-1710-37，1，090馬力（高度4，060米）
尺寸：翼展10.4米，全長9.07米，全高3.61米，翼面積19.8平方米
重量：空重2，060公斤，總重2，560公斤，最大總重2，930公斤，載油量436~758升
性能：最大速度603公里/小時（高度4，570米），巡航速度498公里/小時，著陸速度166公里/小時，實用升限11，000米，爬升率6，100米/7.5分，航程966公里（正常），2，250公里（載油量758升，速度306公里/小時）。
貝爾YP-39B：
艾利森V-2716-37，1，090馬力（高度4，060米）
尺寸：翼展10.4米，全長9.20米，全高3.61米，翼面積19.8平方米
重量：空重2，290公斤，總重3，180公斤，最大總重3，290公斤，載油量395~645升
性能：最大速度592公里/小時（高度4，150米），巡航速度412公里/小時，著陸速度128公里/小時，實用升限10，200米，絕對升限10，500米，爬升率6，100米/7.3分，航程966公里（正常），1，610公里（最大）。
貝爾P-39C：
艾利森V-1710-35，1，150馬力（高度3，660米）
尺寸：翼展10.4米，全長9.20米，全高3.61米，翼面積19.8平方米
重量：空重2，300公斤，總重3，210公斤，載油量395~645升
性能：最大速度610公里/小時（高度3，970米），巡航速度442公里/小時，著陸速度129公里/小時，實用升限10，100米，爬升率3，657米/3.9分，航程805公里（正常），1，450公里（最大）。
貝爾P-39D：
艾利森V-1719-35，1，150馬力（高度4，210米）
尺寸：翼展10.4米，全長9.20米，全高3.61米，翼面積19.8平方米
重量：空重2，480公斤，總重3，410公斤，載油量455~740升
性能：最大速度592公里/小時（高度4，210米），巡航速度343公里/小時，著陸速度132公里/小時，實用升限9，810米，絕對升限10，100米，爬升率832米/分，4，570米/5.7分，航程1，290公里（載彈227公斤），2，490公里（速度314公里/小時）
