Все варианты Ту-16 можно разделить на несколько групп: бомбардировщики, заправщики, ракетоносцы, разведчики, постановщики помех, самолеты специального назначения и летающие лаборатории. Произвести абсолютно точный учет всех модификаций Ту-16 практически невозможно, так как некоторые из них многократно переделывались друг в друга, а затем снова переоборудовались в исходный вариант. Причем отдельные модификации рождались не на заводах авиапрома, а непосредственно в эксплуатирующих организациях. Ниже на основании сохранившихся документов приводится перечень модификаций и вариантов Ту-16, включая и ряд неосуществленных проектов.
Базовый вариант Ту-16 за время многолетней эксплуатации постоянно дорабатывался и модернизировался. Его взлетная масса достигла 77150 кг (при массе пустого 37200 кг). Двигатели АМ-3 были заменены на РД-ЗМ и другие из этого семейства. Менялось специальное оборудование, вводились средства защиты от обнаружения РЛС противника, изменения коснулись многих систем самолета. В конце 70-х гг. некоторые из оставшихся в строю бомбардировщиков оснастили новейшими средствами радиоэлектронного противодействия, в частности, элементами станций «Сирень», СПС-4М и т.д., а также системой полета строем «Роговица».
Самолет-носитель свободнопадающих атомных бомб Ту-16А стал первым советским массовым авиационным средством доставки атомного оружия («самолет 88А» или «изделие НА»). В отличие от Ту-16, он имел электрическую систему обогрева и термостабилизации бомбоотсека с целью создания необходимых условий для атомного боеприпаса, систему подготовки его к сбросу, на самолете был реализован ряд мер по защите от воздействия ударной волны и светового излучения атомного взрыва. Прицельный сброс одной из пяти типов ядерных бомб, состоявших на вооружении, производился с помощью прицела ОПБ-11Р (или ОПБ-11РМ), связанного с радиолокационным бомбовым прицелом РБП-4 и автопилотом АП-5-2М (или АП-6Е). В остальном бомбардировочное и минно-торпедное вооружение Ту-16А соответствовало аналогичному вооружению Ту-16.
Первыми в этот вариант были переоборудованы второй и третий серийные Ту-16 №3200102 и №4200103. Доработку машин закончили в 1954 г., а с самолета №4200502 (по другим документам, с №4201301) началось серийное производство Ту-16А. До 1958 г. было построено 453 машины этой модификации, из них 59 - в 1957-1958 гг, в варианте Ту-16А(ЗА) с системой дозаправки топливом в полете. Как и базовый вариант, Ту-16А примерно в равных долях поставлялись как в Дальнюю Авиацию, так и в Авиацию ВМФ. В 60-е гг. 155 машин этого типа были переделаны в носители ракет КСР-2 и КСР-11. На основании опыта локальных войн в конце 60-х гг. были приняты меры по расширению тактических возможностей оставшихся Ту-16А. Для этого подготовили специальный вариант самолета, приспособленный для сброса большого количества бомб малого и среднего калибра (число ФАБ-100 и ФАБ-250 возросло с 16 до 24 шт., ФАБ-500 - с 12 до 18 шт.). При этом максимальная нагрузка осталась прежней -9 т, Первым был переоборудован Ту-16А №7203829. Тогда же на небольшой части Ту-16А вместо кормовой пушечной установки разместили станцию радиоэлектронных помех СПС-100, одновременно в техническом отсеке поставили еще одну станцию аналогичного назначения СПС-5. Существовали и другие варианты Ту-16А, отличавшиеся составом оборудования и вооружения. В частности, отдельные машины оснащались РЛС «Рубин» в комплекте с оптическим бомбовым прицелом ОПБ-112.
Производство бомбардировочных вариантов Ту-16 прекратили в 1958 г., выпустив в том числе, 90 заправляемых самолетов.
Согласно Постановлению Совмина СССР от 17 марта 1956 г. одновременно с Ту-95В в самолет-носитель сверхмощной водородной бомбы, имевшей шифр «изделие В», был переоборудован и Ту-16А №503. В дальнейшем такой операции подверглись еще два серийных самолета. Иногда эти машины, по аналогии с Ту-95В, называли Ту-16В
Ту-166 создавался с целью резкого улучшения характеристик Ту-16 за счет установки более экономичных и мощных двигателей в сочетании с увеличением запаса топлива. Таким образом планировалось получить межконтинентальный бомбардировщик. Постановление Совмина СССР №424-261 от 28 марта 1956 г и приказ МАП №194а от 6 апреля предписывали ОКБ-156 установить на Ту-16 двигатели М- 16-15 (РД16-15) разработки ОКБ-16 со взлетной тягой 11000 кгс и добиться практической дальности полета 7200 км и максимальной скорости 1030-1050 км/ч. Опытный Ту-16Б был построен на базе серийного самолета №6203330. С 1957 г. машина испытывалась в ЛИИ, а второй экземпляр проходил испытания в ГК НИИ ВВС вплоть до 1961 г. Внешне Ту-16Б от исходного Ту-16 отличался несколько измененными мотогондолами. В связи с электрическим запуском двигателей М-16-15 и РД16-15 на нем устанавливались дополнительные аккумуляторные батареи, а на внешней поверхности мотогондол отсутствовали створки выпуска газов от турбостартера. И хотя поставленные цели модификации были достигнуты, в серию Ту-16Б, как и сам ТРД, запускать не стали в связи с общей тенденцией к сокращению бомбардировочной авиации в тот период. По этой же причине не стали строить опытный экземпляр высотного бомбардировщика Ту-16В, разработанного во второй половине 50-х гг. Путем замены РД-ЗМ на более мощные, легкие и экономичные двигатели ВД-7 конструкторы пытались увеличить дальность его полета при прежнем запасе топлива примерно на 15%.
Люк кабины оператора средств РЭП на Ту-16 «Елка»
ОКБ-156 разрабатывало и другие проекты, связанные с изменением силовой установки. Так, были попытки внедрить реверс тяги на двигателях РД-ЗМ самолетов Ту-16 и Ту-104, применения твердотопливных стартовых ускорителей для сокращения длины разбега при взлете с увеличенной массой, установки сравнительно экономичных двухконтурных двигателей НК-8 и Д-ЗОКП, но все эти предложения на практике реализованы не были. Одной из главных причин тому стали сложности переделки мест установки двигателей.
В середине 50-х гг. с целью увеличения максимальной скорости Ту-16 в ОКБ-156 рассматривался проект оснащения его двигателями ВД-5 разработки ОКБ-36 и новым крылом со стреловидностью 45° по линии 1/4 хорд, получивший обозначение самолет «97». Максимальная скорость могла возрасти на 150-200 км/ч, однако продолжать работы по данному проекту сочли нецелесообразным в связи с началом проектирования сверхзвуковых дальних бомбардировщиков.
Одной из последних попыток использовать удачные технические решения Ту-16 стало проектирование на его базе дальнего сверхзвукового бомбардировщика «103». Проект предусматривал применение крыла стреловидностью 45° и четырех двигателей типа ВД-7 или AM-13, установленных попарно (один над другим) в увеличенных околофюзеляжных гондолах. Расчеты показали невозможность достижения таким самолетом сверхзвуковой скорости, тем не менее, «103» стал прологом работ по первым вариантам сверхзвукового бомбардировщика «105».
Ту-16 - носитель управляемых авиабомб. С начала 50-х гг. в СССР с использованием германских разработок периода второй мировой войны велось создание собственных управляемых авиационных бомб (УАБ), в частности, УБ-5 (УБ-5000Ф) «Кондор» массой 5100 кг с боевой частью 4200 кг и УБ-2Ф (УБ-2000Ф) «Чайка» массой 2240 кг с боевой частью 1795 кг. Эти бомбы, предназначенные для вооружения Ту-16, снабжались радиокомандной либо телевизионной системами наведения. В первом случае корректировка траектории полета велась по огням трассеров бомбы, наблюдаемых по специальному оптическому прицелу ОПБ-2УП, связанному с командной радиосистемой. В качестве основного метода наведения был принят простейший, так называемый трехточечный, при котором штурман отклонением ручки на блоке радиоуправления стремился удержать бомбу на линии «самолет-цель». При использовании телевизионной системы на Ту-16 должна была устанавливаться приемная аппаратура. Оператор, наблюдая на экране передаваемое с борта бомбы изображение цели, управлял по радиолинии ее полетом. Новая система обеспечила повышение точности бомбометания по сравнению с обычными бомбами по курсу более чем в 77,8 раза, а по боковому отклонению - в 15,2 раза. Так, при сбросе с высоты 11 км на скорости 720 км/ч максимальная ошибка не превышала: по дальности -21,1 м, по отклонению - 10,8 м. В этом случае зона
