В 1967 г. был построен стенд системы дистанционного управления самолетом (СОУ), стенд управления элевонами и ПГО, стенд испытания СУ с общим для двух двигателей ВЗ, гидромеханический стенд для исследования и отработки систем дистанционного и тринсторного управления САУ-4, стенд топливной системы. Работы по ВЗ и двигателю РД 36–41 проводились на работающем макете СУ (РМСУ) в Тураево (двигательная испытательная база).
На летающей лаборатории, построенной на базе самолета Ty-16ЛЛ, с 1968 г. проводились испытания двигателя РД 36–41 на дозвуковых режимах полета.
Большой объем исследований был проведен на летающих лабораториях, созданных на базе серийных самолетов. В частности, на летающей лаборатории «100Л-1» было выполнено 20 полетов, а на «100Л-2» -15. В 1968 г. начались летные испытания летающей лаборатории «100ЛДУ» на базе самолета Су-7У, построенного для испытаний системы дистанционного управления самолетом.
В середине 1967 г. была разработана летающая лаборатория Ту-22ЛЛ с закомпонованной в носовой части самолета РЛС.
На базе самолетов Ил-18, Ту-104Б, Ан-12 был создан ряд лабораторий для отработки систем бортового радиоэлектронного оборудования — в частности: радиоэлектронного и навигационного комплексов, радионавигационных датчиков, навигационных и связных антенн в условиях аэродинамического нагрева, отработка систем и линий связи, фото- и инфракрасных систем, а также вооружения самолета.
Еще раз отметим: для понимания глобальности задачи следует учесть, что большинство стендов и лабораторий, как и сам самолет, создавались впервые и на качественно ином уровне.
В программе было задействовано кроме традиционных (ЦАГИ, ЦИАМ, ВИАМ, НИИАС) невиданное до тех пор количество институтов и смежников. В ноябре 1964 г. к программе подключили Тушинский машиностроительный завод (ТМЗ), на который возложили ключевые задачи проведения конструкторско- технологической разработки, экспериментально-стендовой отработки, доводки и испытания ряда элементов комплекса. Все это проходило под техническим руководством Генерального конструктора П. О. Сухого.
Конструкторы, разумеется, не остановились лишь на заданном назначении машины. В КБ были проработаны варианты использования самолета в качестве разведчика, комплекса дальнего перехвата, а также рассмотрена возможность разработки на его базе сверхзвукового пассажирского самолета.
Вообще, за 1961–1965 гг., когда в ОКБ искали оптимальный облик самолета Т-4, было разработано более 50 альтернативных вариантов его аэродинамической компоновки.
Только за 1963 г. в ОКБ было построено 6 моделей самолета и проведены исследования в аэродинамических трубах ЦАГИ 4 моделей. По исследованию прочности изготовлено 5 опытных отсеков и проведены их испытания.
Уже само производство такого масштаба требовало нового качества организации. И над этим тоже пришлось думать и работать. Для этого в ОКБ был организован отдел сетевого планирования с системой проводного управления (СПУ).
Конструктором Л. И. Бондаренко совместно со специалистами по аэродинамике ОКБ и ЦАГИ была разработана так называемая «пакетная» компоновка. Именно она, в размерности самолета Т-4, смогла обеспечить снижение аэродинамического сопротивления самолета за счет уменьшения омываемой поверхности и позволила получить положительную интерференцию между гондолами и крылом, благодаря чему аэродинамическое качество на крейсерском режиме возросло с 5,7 до 6,2.
Компоновка была утверждена ЦАГИ и ЦИАМ и принята как основная для дальнейших работ.
В декабре 1966 г. ОКБ П. О. Сухого предъявило командованию ВВС полноразмерный макет самолета (длина — 43,7 м, размах крыла — 22 м) и эскизный проект.
Макетной комиссии, назначенной Главкомом ВВС, был представлен на рассмотрение самолет Т-4 в двух вариантах — ударном и разведывательном.
Кстати, именно на макете появились знаменитый отклоняемый носовой отсек 2*, обеспечивавший открытие лобового стекла, что существенно облегчало взлет-посадку. Это стекло за внушительные размеры в ОКБ называли «троллейбусным». Кстати, специалистам КБ стоило особых трудов (не без помощи летчика-испытателя В. С. Ильюшина) убедить заказчиков в целесообразности такого необычного технического решения.