При освоении системы дозаправки Ту-22 от Ту-16Н в частях Дальней Авиации был выявлен ряд недостатков. Поэтому в 1970 г. ВВС и МАП приняли совместное Решение по доработке системы, в частности, установки фар ФР-100 для освещения зоны заправки, В начале 1971 г. Ту-16Н №1882202 с доработками прошел испытания в ГК НИИ ВВС, после чего переделали все строевые заправщики, Ту-16НН - такое обозначение получили Ту-16(3), переоборудованные в 1969 г по системе «конус-штанга». При этом демонтировали оборудование уборки-выпуска топливного шланга системы крыльевой заправки, расходный топливный бак и светотехническое оборудование этой системы, а также пушечную установку ПУ-88. Вновь устанавливались новый расходный топливный бак с насосами, новое светотехническое оборудование, аппаратура управления и контроля за процессом заправки, аппаратура радиовстречи. Внешне Ту-16НН отличался от Ту-16Н только аэродинамическими шайбами на законцовках крыла, оставшимися от Ту-16(3), и дюралевыми накладками на местах снятого светотехнического оборудования прежней системы. Поэтому в ВВС и во многих документах оба самолета назывались одинаково - Ту-16Н. Всего в Ту-16НН доработали 20 машин.
Ту-16Д. Во второй половине 50-х гг. один из серийных Ту-16 доработали для участия в испытаниях по дозаправке в полете по системе «конус-штанга», но уже в качестве заправляемого самолета. Штанга располагалась перед фонарем кабины пилота. Рядом с ней размещались две фары подсвета штанги, а на киле - БАНО зеленого цвета, сигнализирующие о фиксации контакта штанги с конусом. В самолете была проложена топливная магистраль от штанги к бакам №№2, 3, 4 и 5. кроме того, доработана система сжатого воздуха для управления штангой, установлена новая топливная автоматика и аппаратура управления системой дозаправки. Несмотря на успешные испытания, дорабатывать строевые Ту-16 не стали. Машина послужила летающей лабораторией для отработки системы дозаправки ракетоносцев Ту- 95КД и Ту-22КД.
Морские разведчики Ту-16РМ в НАТО назвали Badger-D
С самого начала работ над разведчиком на базе бомбардировщика Ту-16 машина задумывалась как универсальное средство для ведения фоторазведки, радиотехнической разведки и подавления радиотехнических средств ПВО противника. 3 июля 1953 г. вышло Постановление Совмина СССР №1659-657 (соответствующий приказ МАП №521 был издан 18 июля), согласно которым ряду конструкторских коллективов поручалось создание целевого оборудования, а ОКБ-156 - его размещение на новом самолете.
Согласно эскизному проекту, утвержденному 23 ноября 1954 г., разведчику, который создавался в дневном Ту-16Р и ночном Ту-16РН вариантах, отличавшихся составом фотооборудования, присваивался шифр «92». Поскольку первые советские системы радиоразведки и подавления не были автоматизированы, в грузоотсеке самолета между шпангоутами №45 и №48 предусматривалась установка специальной герметизированной кабины оператора с катапультным креслом. Таким образом, экипаж увеличивался до семи человек. Кабина имела форму сжатого с боков цилиндра, в ее верхней задней части находился аварийный люк, используемый при посадке на фюзеляж или на воду. В полу кабины имелся входной люк с системой аварийного сбрасывания. Антенны аппаратуры ПР-1 устанавливались в обтекателях сверху и снизу фюзеляжа и под центропланом. Предусматривалась установка на пилонах под крылом контейнеров с аппаратурой радиотехнической разведки СРС-3 «Ромб-1». В качестве разведывательной аппаратуры планировалось применить радиоприцел «Рубидий», снабженный фотоприставкой ФА-РЛ-1. При снятой кабине оператора в обоих вариантах предусматривалось вместо ПР-1 «Натрий» устанавливать аппаратуру пассивных помех АСО-16 «Автомат- 1».
Для переоборудования в опытный разведчик был выделен серийный бомбардировщик Ту-16 №1880302, выпущенный в декабре 1954 г. куйбышевским авиазаводом. Доработка машины, получившей обозначение Ту-16Р-1, производилась на заводе №22 с помощью казанского филиала ОКБ-156. Работы завершились 14 февраля 1955 г. На самолет установили: один фотоаппарат АФА-33/20М для плановой съемки; два аппарата АФА-33/75М для перспективной съемки; два АФА-33/100М и два АФА-33/75М для маршрутной съемки; из всего предполагавшегося набора средств РЭП установили только станцию постановки помех СПС-1. Заводские испытания Ту-16Р-1 начались 30 ноября 1955 г. и завершились к середине мая 1956 г. К концу испытаний состав спецоборудования самолета значительно отличался от первоначального. Например, в фюзеляже появилась станция детальной радиоразведки СРС-1АГ, а под крылом заняли свое место контейнеры «Ромб -1». Однако на Государственные испытания, которые проходили с 19 июня по 17 августа 1956 г., первый прототип разведчика предъявили только со станцией СРС-1АГ («Ромб-1» признали неготовой), а также с установкой из четырех фотоаппаратов АФА-33/75М и АФА-ЗЗ/ЮОМ. Кроме того, в задней части грузоотсека стояли спаренные ночные фотоаппараты НАФА-6/50» а для перспективной съемки с левого борта - еще один АФА-33/75М. По итогам Госиспытаний было принято решение о серийном производстве Ту-16Р и принятии его на вооружение ВВС.
Одним из результатов испытательных полетов с контейнерами «Ромб-1» стал вывод о том, что они заметно повышают общее аэродинамическое сопротивление самолета и снижают его летные характеристики. Поэтому в Куйбышеве уже в 1956 г. выпустили пять первых разведчиков со станцией СРС-3 в фюзеляже, которые называли Ту-16Р «Ромб» или просто Ту-16Р. Однако в дальнейшем на серийных Ту- 16Р станцию СРС-3 все же устанавливали на пилонах под крылом (позднее все пять самолетов дооборудовали станцией СРС-1}.
На основании Постановления Совмина №1575-777 завод №1 выпустил в 1957 г. 44 самолета Ту-16Р, а в 1958 г. - еще 26 машин с различной комплектацией оборудования. В грузоотсеке, например, устанавливались блоки (до 3-х штук) аппаратуры пассивных помех АСО-16 «Автомат-!» и АСО-2Б «Автомат- 2». Стандартный состав фотооборудования серийного Ту-16Р состоял из следующих камер. В переднем техническом отсеке размещался один АФА-33/20М для плановой съемки и один АФА-42/75 - для перспективной съемки, в грузовом отсеке - два АФА-42/75 и два АФА-34-ОК для одно- и двухмаршрутного фотографирования, а также два НАФА-МК-75 для ночной съемки. В передней гермокабине крепился один ФАРМ-2 для съемки экрана прицела РБП-4. В процессе эксплуатации на Ту-16Р устанавливались и более совершенные аэрофотоаппараты. Что касается станции радиоразведки СРС-1, то она устанавливалась двух видов, отличавшихся рабочими частотами. При выполнении крупных форм ремонтных работ на некоторых Ту-16Р вместо СРС-1 устанавливались более совершенные станции СРС-4 «Квадрат» с обтекателями каплевидной формы несколько больших, чем у СРС-1, размеров. Иногда вместо этих станций ставили станцию постановки помех СПС-2, тогда самолеты получали обозначение Ту-16РЕ. Если же СРС-1 или СРС-4 оставались на борту, а для постановки активных помех использовали другие средства, такие машины обозначались Ту-16РП. Небольшое количество Ту-16Р было оборудовано новым радиолокационным прицелом РБП-6 «Люстра».
Ту-16СПС, оснащенный станцией РЭП «Сирень»
Ту-16Р со станцией СРС-3 в подкрыльевых контейнерах имели в НАТО обозначение Badger-F
Обтекатель антенны станции РЭП «Азалия» на месте входного люка оператора на самолете Ту-16Е
11 июня 1956 г. вышло Постановление Совмина №788-437, в котором вновь поднимался вопрос о повышении технической оснащенности средств воздушной разведки. На опытный Ту-16Р-1 установили новый комплект фотооборудования, после чего самолет получил новое обозначение Ту-16Р-2. 16 августа 1957 г. машину перегнали в ГК НИИ ВВС на аэродром в Чкаловское, однако из-за различных недоделок контрольные