Самолеты-мишени отправлялись в полки, где сначала использовались для тренировки экипажей. В последний полет мишени уходили, в основном, с казахских полигонов, где по ним производились пуски ракет зенитных комплексов. Экипаж запускал двигатели, выруливал на старт, включал автоматику и покидал самолет. Собственно полет проходил уже по радиокомандам. Его радиус достигал 300 км (ограничение по дальности радиосвязи управления), время - до 4 ч, высота - до 11 км. Перед последним полетом для удобства визуального наблюдения под каждой плоскостью крыла устанавливались по три держателя трассеров. В ходе боевых стрельб контроль за попаданием ракет велся с помощью фотоустановок, расположенных под крылом и на киле мишени. Ту-16 был настолько прочным самолетом, что иногда продолжал лететь после попадания первой ракеты. В этом случае приходилось стрелять повторно или производить самоликвидацию мишени.
В 1990 г. одну машину переоборудовали в опытный самолет-мишень М-16 «Орбита», однако он не прошел Госиспытания, поэтому в такой вариант Ту-16 не переоборудовались. Оригинальный вариант самолета-мишени был разработан в 1991 г в одной из организаций, подчиненной командованию ПВО. Этот М-16 был переоборудован из носителя мишеней с сохранением прежних функций. После доработок самолеты еще три года продолжали использоваться в таком качестве, а после выработки ресурса сами становились мишенями. На них на законцовках крыла крепились дополнительные плоские антенны трапециевидной формы, а пушечные установки не снимались.
Специальные варианты
Ту-16У. После подписания ряда международных соглашений по ограничению вооружений возникла необходимость в вариантах Ту-16, на которых можно было бы продолжать обучение летного состава и которые в то же время, не включались бы в число боевых самолетов. Так появилось предложение переоборудовать снимаемые с вооружения боевые Ту-16 в несколько учебных вариантов. Самолеты отличались оборудованием в зависимости от конкретного предназначения (например, для обучения пилотированию или бомбометанию) и обозначались Ту-16У-1/У-2/У-3/У-4. Однако работы над этими модификациями были свернуты, в основном из-за появления мишеней М-16, выполнявших функции учебных машин и мишеней.
Ту-16КП. В конце 1950-х гг. ОКБ С.А.Лавочкина разработало крылатую ракету с двигателями М.М.Бондарюка с большой скоростью и дальностью полета. Для испытания этой ракеты на маршруте требовалось иметь несколько пунктов управления, с помощью которых можно было бы контролировать и корректировать ее траекторию. Наземные пункты строить не стали, более рациональным посчитали оборудовать летающие КП. В такие самолеты переоборудовали несколько бомбардировщиков Гу-16, которые условно назывались Ту-16КП. На них установили аппаратуру управления, а в задней части грузоотсека - подвесную гермокабину оператора по типу Ту-16Р. В целом испытания проходили успешно, но после смерти С.А.Лавочкина в 1960 г. тему закрыли, летающие КП переоборудовали в исходные варианты.
На рубеже 1960-х гг. два строевых Ту-16К-10 переоборудовали для проведения воздушной киносъемки. Необходимость в этом возникла при испытаниях и отработке системы дозаправки топливом в полете. С самолетов демонтировали ракетный комплекс, переднюю и нижнюю пушечные установки, а верхнюю и заднюю вместо артсистем оснастили киноустановками, сохранив штатное дистанционное управление. Оба самолета долгое время использовали при проведении различных летных испытаний.
Ту-16Г и Ту-104Г. В середине 50-х гг. возникла потребность подготовки летного состава ГА для реактивных самолетов. В связи с этим было принято решение передать в Аэрофлот некоторое число Ил-28 и Ту-16. Последние получили обозначение Ту- 104Г - «грузовой». При переоборудовании с Ту-16 снимали все вооружение и другие системы военного назначения, грузоотсек оборудовался для перевозки почты. Самолеты получили гражданские регистрационные номера (например, СССР-5411) и надпись на борту «Аэрофлот». Кроме того, три Ту-16 передали Аэрофлоту для скоростной доставки матриц центральных газет в крупные административные центры СССР. Машины получили обозначение Ту- 16Г- «гражданский». С них сняли только пушки, а бомбовый отсек приспособили для подвески контейнеров с матрицами. Несколько лет Ту-104Г и Ту-16Г использовались в Аэрофлоте, но с появлением достаточного количества пассажирских лайнеров и новых средств передачи газетного набора эти машины вновь были переоборудованы в бомбардировщики и возвращены ВВС.
