ОКБ-23 выпустило эскизный проект «Разъемного дальнего бомбардировщика», но год спустя, 19 июля 1955-го, вышло очередное постановление правительства, изменившее направление работ по теме «50». Теперь требовался «чистый» дальний бомбардировщик с повышенной крейсерской скоростью, рассчитанный под четыре турбовентиляторных двигателя НК-6 или ТРД ВД-9. Мартовским постановлением 1956 года предусматривалась установка нового ТРД М16-17. Отметим сразу, что по ряду причин самолет создавался с отступлением от тактико-технических требований ВВС.
Оптимальная аэродинамическая компоновка самолета выбиралась по результатам испытаний 39 моделей в аэродинамических трубах ЦАГИ. В ходе проектирования рассматривались такие схемы, как «утка» и «бесхвостка», каждая из них имела определенные преимущества и недостатки. Например, исследования самолета схемы «утка» заняли весь 1956 год, но ЦАГИ игнорировал усилия ОКБ-23. Зато, когда пришло время решать, куда идти дальше, ЦАГИ и ОКБ единодушно остановились на классической схеме с треугольным в плане крылом относительной толщиной 3,5 процента. Причина здесь не в каких-то традициях или косности мышления, а в отсутствии необходимых методик расчета параметров указанных выше компоновок, а также в необходимости сокращения времени проектирования.
Самолет М-50 на заводском аэродроме
При создании новой машины всегда встает много вопросов, для ответа на которые требуется проведение научно-исследовательских работ. При создании М-50, не имевшего аналогов, нужно было совместить, казалось бы, несовместимое. При высоких удельных расходах турбореактивных двигателей тех лет требовалось обеспечить не только высокую сверхзвуковую скорость, но и огромную дальность полета. Чтобы замыслы стали реальностью, конструкторы приняли решение сократить количество членов экипажа до двух человек, оставив летчика и штурмана, размещавшихся в кабине с бронезащитой на катапультируемых креслах К-3 разработки завода № 918 (ныне НПО «Звезда»). Рабочие места экипажа находились друг за другом, по схеме тандем, причем посадка и катапультирование осуществлялись через люки в нижней части фюзеляжа. Для решения всех задач, возникавших в полете, необходимо было полностью автоматизировать самолет, возложив на двух человек фактически контроль за полетом. При этом в случае необходимости предусматривался переход на ручное управление не только на режимах взлета, посадки и дозаправки в воздухе топливом, но и в крейсерском полете. Заменить пять человек (напомним, что экипаж 3М составлял семь человек) могла лишь автоматика, а это значит, что при существовавшей элементной базе все выгоды от нее будут сведены на нет весом оборудования и источников электропитания. Этот вопрос обсуждался в ЦК КПСС и Совете Министров. Чтобы выбраться из заколдованного круга, перед радиоэлектронной промышленностью была поставлена задача об ускорении работ по миниатюризации оборудования. Конструкторы самолета, в свою очередь, предложили применить на летательном аппарате вместо традиционных источников постоянного тока генераторы переменного трехфазного тока частотой 400 Гц и напряжением 120/208 вольт. При этом на каждый двигатель устанавливались электрогенератор и два энергоузла с воздушным приводом от компрессоров внутренних двигателей самолета.
На М-50 появилась комплексная система навигации, выражаясь современным языком – пилотажно-навигационный комплекс, разработанный в коллективе В.П. Григорьева. В состав оборудования входили три радиостанции: связная «Планета», командная – РСИУ-3М и аварийная – «Кедр-С». Кроме этого на борту имелись переговорное устройство СПУ-6, радиовысотомеры больших и малых высот РВ-5 и РВ-25, запросчик-ответчик СРЗО-2, станция защиты хвоста «Сирена-2» и многое другое.
В «пятидесятке» предусмотрели автоматическую систему управления АБСУ-50. В качестве резервного использовалось гидромеханическое управление ГМУ-50. Суть его заключалась в том, что поступательное перемещение от штурвальной колонки и педалей в кабине экипажа за герметическим выводом превращалось с помощью шариковых преобразователей во вращательное и передавалось через высокооборотные валы, вращавшиеся от гидромотора, к исполнительным механизмам рулей и элеронов. В последних оно вновь превращалось в поступательное перемещение. Для управления двигателями, видимо, впервые в мире, использовалась электродистанционная система управления с трехкратным резервированием, проверенная на летающей лаборатории 3М. Исследовалась на наземных стендах и электродистанционная система управления рулями.
Кроме этого в систему управления включили демпферы рыскания (впервые внедрены на самолете 3М в процессе летных испытаний системы дозаправки), крена и тангажа.