В марте 1964 г. в связи с принятием на вооружение межконтинентальных ракет крыльевая дозаправка на Ту-16 была отменена. К началу 1970-х гг. большую часть заправщиков переоборудовали в ракетоносцы, при этом почти на всех боевых Ту-16 топливоприемное оборудование сохранялось.
Наряду с танкерами, оборудованными системой крыльевой заправки Ту-16Т, З, Ю с 1963 г. в строй поступил небольшой парк танкеров Ту-16Н, НН (20 единиц), имевших систему конусной дозаправки для обеспечения заправки самолетов Ту-22Р от 199-го и 290-го одрап. Они состояли на вооружении 200-го гв. тбап (Бобруйск) и 251-го гв. тбап (Белая Церковь). Систему заправки полностью взяли с танкера 3МС, уменьшился лишь запас перекачиваемого топлива. Оборудование разместили в грузовом отсеке. Для облегчения выдерживания строя при дозаправке на Ту-16Н вдоль фюзеляжа снизу наносилась красная полоса.
Ракетоносцы
После принятия на вооружение МБР роль «чистых» бомбардировщиков Ту-16 в силах ядерного сдерживания значительно снизилась. Их стали переоборудовать в ракетоносцы, постановщики помех и другие варианты. Самолет доработали парой подкрыльевых балочных держателей БД-187 с соответствующей арматурой. В 1954 г. в качестве носителя стал испытываться доработанный самолет Ту-16КС, а в 1955 г. – весь комплекс «Комета». Завод в Казани выпустил 107 ракетоносцев Ту-16КС.
Корабль обнаруживался РЛС за 160 км. Однако внешняя подвеска снизила максимальную скорость носителя на 100 км/ч, а дальность полета – на 25—30 %. В 1957—1958 гг. запас топлива КС-1 увеличили, повысив дальность пуска до 130 км, добились надежного запуска двигателя в диапазоне высот 2000—7000 м.
Первый пуск ракеты с Ту-16КС выполнен экипажем Лясникова К.К. Комплекс в составе носителя Ту-16 КС в 1955 г. был принят на вооружение и начал поступать в войска. Им были оснащены два полка ДА (12 тап и 685 тап), 116 тад (аэр. Остров).
С принятием на вооружение авиационно-ракетного комплекса «Комета» в 1955 г. в составе ДА на аэродроме Остров была сформирована 116-я тяжелая авиадивизия в составе 12-го и 685-го тап и отдельной авиационной эскадрильи самолетов-имитаторов крылатых ракет на МиГ-15СДК. Командиром дивизии был назначен ГСС генерал-майор авиации В.П. Драгомирецкий. Деятельность авиачастей дивизии находилась в режиме чрезвычайной секретности. Пуски проводились на полигоне ВВС в Каспийском море с высоты 3—4 км и с дальности 65 км до цели. Средняя вероятность попадания ракет в цель составляла 0,8. С апреля 1958 г. на ракетный комплекс перевооружился и 132-й полк с последующим включением в состав 116-й тад.
Система «Комета» был базовым комплексом, на основе которого разрабатывались последующие комплексы.
Постановлением правительства от 22 августа 1959 г. задавалась разработка ракетной системы К-16, включавшей носитель Ту-16, систему управления «Рубикон» (разработчик ОКБ-283) и ракеты КСР-2. Разработчик – ОКБ-155—1. Главный конструктор – А.Я. Березняк. Жидкостный ракетный двигатель разработан КБ-300 А.М. Исаева. Система управления «Рубикон» разработки ОКБ-238. Постановлением СМ № 1184—514 от 30 декабря 1961 г. ракетная система К-16 была принята на вооружение.
Носителем ракеты КСР-2 являлись переоборудованные и доработанные ракетоносцы Ту-16КС (50 самолетов) и бомбардировщики Ту-16А (155 самолетов). Самолет нес две ракеты.
Радиус действия ракетоносца с двумя КСР-2 составлял 1850 км. Подготовка системы к пуску в полете при выполнении предстартового контроля составляла менее одной минуты.
Модификации ракеты: КСР-24, КСР-11 (КСР-2П), КРМ-2 (МВ-1).
Модернизированная ракета КСР-2М предназначена для низковысотных пусков.
Практически в то же время, что и решение по комплексу с16, Постановлением СМ № 902—411 от 20 июля 1957 г. и Приказом МАП № 288 от 31 июля 1957 г. начались работы по созданию комплекса К-11 с ракетой КСР-11. Комплекс предназначался для уничтожения наземных и корабельных радиотехнических средств ПВО: РЛС обнаружения, управления огнем и наведения зенитных ракет. Самолетная станция радиолокационной разведки и целеуказания «Рица» была подготовлена к концу 1959 г. Для ее размещения сняли носовую пушечную установку Ту-16 и ее прицел, сама антенна монтировалась в носу на переплете фонаря штурмана.
Аппаратура «Рицы» позволяла обнаруживать в передней полусфере работающие РЛС и определять их тип, вычисляя координаты по азимуту и дальности и вводя данные в ГСН ракеты, а также осуществляя вывод носителя в точку пуска.
Ракета КСР-11 отличалась от КСР-2 установкой специальной ГСН пассивного радиолокационного координатора цели 2ПРГ-10. Управление ракетой после целеуказания и пуска осуществлялось ГСН. В системе управления КСР-11 закладывался режим пролонгации («памяти»), сохранявший направление полета на цель, даже если противник обнаруживал атаку и выключал РЛС.