Модификация двигателя НК-12МВ предназначалась для стратегических бомбардировщиков Ту-95, пассажирских самолетов Ту- 114, самолетов ДРЛО Ту-126 и противолодочных машин Ту-142. Специально для транспортника Ан-22 «Антей» был разработан вариант НК-12МА с винтами увеличенного диаметра АВ-90 (на туполевских машинах применялись винты АВ-60), а для экранопланов типа «Орленок» – вариант НК-12МК, отличавшийся применением коррозионностойких материалов и специальных покрытий. За создание НК-12, и сегодня остающегося самым мощным в мире ТВД, Н.Д.Кузнецову было присвоено звание Героя Социалистического Труда, он стал лауреатом Ленинской премии и Генеральным конструктором. В начале восьмидесятых на вооружение был принят стратегический ракетоносец Ту-95МС, вооруженный крылатыми ракетами большой дальности. Этот вариант машины, как и модифицированный Ту-142М, оснащался двигателями НК-12МП повышенной экономичности.
В 1955 г., после признания успеха с «двенадцатитысячником», Николай Дмитриевич получил задание спроектировать меньший по мощности двигатель, предназначавшийся для пассажирских лайнеров Ил-18 и Ан-10, а также для военно-транспортного самолета Ан-12. Параллельно такое же задание получил конструктор А.Г.Ивченко. Имея за плечами опыт создания НК-12, Кузнецов рассматривал полученную задачу как относительно легкую, назвав ее «белым хлебом» для ОКБ. И действительно, не прошло и семи месяцев с момента оформления технического задания, как двигатель НК-4 был готов. Он получился легким, экономичным, простым в производстве. Впервые в шестиступенчатом компрессоре были применены сверхзвуковые ступени. В 1957 г. двигатель прошел государственные испытания, его начал серийно производить завод № 24 им. М.В.Фрунзе. Самолеты Ан-10 и Ил-18 первых серий оснащались моторами НК-4 и их модифицированным вариантом НК-4А.
Однажды на пассажирском самолете Ил- 18 разрушился вал редуктора, и вращавшийся с огромной скоростью винт улетел, к счастью не задев ни фюзеляж, ни соседнюю мотогондолу. Но это были только цветочки. В 1958 г. в результате отказа двигателя произошла катастрофа самолета Ил-18, на борту которого находилась группа высокопоставленных военных. Комиссия, расследовавшая причины тяжелого летного происшествия, определила: остановка двигателя привела к появлению мощного разворачивающего момента, который не мог быть скомпенсирован летчиками из-за отсутствия устройства флюгирования винта. Быстро сконструированный и внедренный «автофлюгер» не спас положения: НК-4 оказался скомпрометированным. Попытки Н.Д.Кузнецова доказать, что внесенные изменения устранили проблему, не увенчались успехом: в массовое производство был запущен АИ-20 запорожского завода, а НК-4 снят с серии. На принятие этого решения повлияли и откровенно «местечковые» моменты: поскольку самолеты Ан-10 и Ан-12 строились на Украине, то, мол, и двигатель для них должен быть «украинским». Аргументы Кузнецова и поддержавшего его В.Я.Климова о более высоком технологическом уровне й лучшей экономичности НК-4 во внимание приняты не были. В конце 1958 г., после выпуска 222 двигателей, производство НК-4 было прекращено.
В конце июля 1954 г. постановлением Совмина СССР N“1605-726 конструкторское бюро А.Н.Туполева получило задание на проектирование нового дальнего бомбардировщика в двух вариантах: Ту-105 с двумя ТРДФ ВД-7 конструкции В.А. Добрынина и Ту-106 с двумя кузнецовскими ТРДЦФ НК-6. На проектирование и постройку первой машины выделялись два года, а на вторую – три. Впервые в практике отечественного самолетостроения дальний бомбардировщик должен был летать со сверхзвуковой скоростью, правда, пока только на этапе прорыва системы ПВО противника. Для самолета массой 80…90 т это означало, что потребная суммарная тяга двух «движков» должна была составлять не менее 30.000 кгс; таким образом, требовался более чем полуторакратный рост по сравнению с самым мощным в то время отечественным двигателем АМ-3.