Первые проекты сверхзвуковых самолетов В. Мясищева принадлежали к так называемому «семейству 30». Проекты М-30 и М-31 были скорее средними бомбардировщиками со взлетной массой менее 100 т. В той же весовой категории создавался и М-33, выполненный по схеме «бесхвостка». М-32 и М-34 были тяжелыми бомбардировщиками, но не имели межконтинентального радиуса действия. Так, М-32 имел расчетную дальность 8000 км, скорость 1350 км/ч и взлетную массу около 180 т. М-34 обладал дальностью 8700 км и максимальной скоростью 1850 км/ч.
Затем возникли проекты «семейства 50», одним из которых стал знаменитый М-50. Ведущим конструктором машины назначили Георгия Назарова. Расчетная скорость полета самолета должна была составить 1950 км/ч, а практический потолок - 16500 м. Габариты машины: длина - 59,2 м, размах крыла - 32,5 м, высота - 10,7 м.
Отличительной чертой М-50 стало то, что на нем буквально все - от двигателей до покрышек колес - делалось вновь. Наиболее важными особенностями аэродинамической компоновки М-50 стало тонкое треугольное крыло (относительная толщина - в пределах 3,5 - 3,7%) с изломом по передней кромке и цельноповоротное горизонтальное оперение. Новым был и подход к проектированию фюзеляжа, собранного из крупногабаритных панельных элементов.
В конструкции шасси повторили принцип, проверенный на М-4 и ЗМ -тандемная схема с раздвижной передней опорой. Весьма оригинально решалась проблема торможения на пробеге -с помощью гидропривода из фюзеляжа выдвигались четыре похожие на лыжи стальные балки. При их трении о бетон образовывались целые снопы искр, но такой способ торможения оказался очень эффективным.
На М-50 впервые в СССР использовалась автоматическая система регулирования положения центра тяжести в полете путем перекачки топлива между фюзеляжными и крыльевыми группами кессон-баков. Необходимость в этом возникла потому, что при переходе на сверхзвуковую скорость изменяется характер обтекания крыла, и его центр давления (условная точка приложения результирующей подъемной силы) смещается назад, приводя к появлению пикирующего момента. Без перекачки топлива компенсация пикирующего момента потребовала бы увеличения размеров горизонтального оперения и, соответственно, привела бы к росту массы самолета и аэродинамического сопротивления. Автором решения стал Л.Минкин. Также впервые в отечественной практике на М-50 за счет использования достижений радиоэлектроники экипаж тяжелого бомбардировщика удалось сократить до двух человек. Пилот и штурман сидели один за другим в носовой части фюзеляжа. Новшества позволили сэкономить несколько тонн взлетной массы самолета, ограничив ее 210000 кг.
Отсутствие практического опыта пилотирования самолетов с треугольным крылом привело к созданию аналогового тренажера, на котором летчики-испытатели знакомились с управлением будущей машины, одновременно обучаясь полетам на ней**.
Проблематичным оказалось создание силовой установки. Так как самолет должен был совершать длительный полет на сверхзвуковой скорости, требовались двигатели с тягой не менее 17000 кгс, причем бесфорсажной (ввиду большого расхода топлива форсажный режим не подходил). Технические требования к двигателю разослали нескольким моторостроительным КБ. А.А. Микулин ответил кратко - достижение таких характеристик невозможно. В,А. Добрынин представил проект ВД-10. Лучшим оказался проект под шифром «16-17», разработанный в ОКБ П.Ф. Зубца. Двигатели «16-17» обещали иметь удельный расход топлива не более 1,1-1,12 кг/даНч при полете со скоростью, соответствующей М=1,8, и статическую тягу 166,7 кН (17000 кгс).
* Подробно о Ту-22М см. «АХ» № 1 '93
** Впервые в СССР такой тренажер несколько ранее создало ОКБ С.А. Лавочкина при испытании тяжелого истребителя Ла-250.
Одним из первых серьезных исследований стал поиск оптимального размещения двигателей. Требовалось обеспечить наилучшее положение воздухозаборников, минимизировать аэродинамическое сопротивление и максимально упростить конструкцию. Прорабатывались варианты с мотогондолами, объединенными попарно вертикально либо горизонтально, подвески двух двигателей на пилонах под крылом и двух по бокам хвостовой части фюзеляжа и иные способы. В конечном итоге лучшим признали вариант размещения двух двигателей на пилонах под крылом, а двух - на его концах.
