В Германии в годы войны была разработана система управления, включавшая гидромоторы, которую применили на построенном немецкими специалистами в СССР самолете «150». Мясищев тщательно изучил ее, но счел слишком сложной, недостаточно надежной и трудной в доводке. Оставалось сделать выбор в пользу гидравлического бустера. При его использовании летчик управлял золотниками бустера посредством легких тяг, а нагрузки на штурвале и педалях имитировались пружинными механизмами.
Для бомбардировщика «М» были предусмотрены катапультные кресла всех членов экипажа. В то время проектирование таких кресел возлагалось на разработчика самолета, создало свое кресло и ОКБ-23. Все члены экипажа катапультировались вниз.
В ходе создания самолета были построены полноразмерные макеты передней и кормовой кабин, бомбардировщика в целом, а также множество стендов, в т.ч. гидросистемы и шасси, силовой установки, системы управления. Для отработки самых сложных решений использовались летающие лаборатории, в которые переоборудовали три Ту-4: Ту-4ШР – для испытаний шасси, Ту-4ДР – для испытаний двигателя АМ-03, Ту-4УР – для системы управления и катапультных кресел. Отработка агрегатов силовой установки, а также элементов вооружения, в т.ч. бомбардировочных радиолокационного и оптического прицелов, средств навигации и связи, проводилась на нескольких самолетах-лабораториях в специализированных организациях. В ЦАГИ шли прочностные испытания отдельных панелей и агрегатов самолета, а также статэкземпляра машины (заводской №4100002).
Первый опытный самолет «М» (зав. №4300001) был заложен 15 мая 1952 г. и при работе в три смены закончен уже осенью. В Филях полоса заводского аородрома была небольшой, поэтому его разобрали на агрегаты, перевезли на аэродром ЛИИ в Жуковском, где снова собрали. На машине не были установлены тормозной парашют, большая часть вооружения, отсутствовал механизм «вздыбливания». После цикла наземных испытаний самолет подготовили к первому полету, который состоялся 20 января 1953 г. Опытным бомбардировщиком управлял экипаж летчика- испытателя Ф.Ф.Опадчего (второй пилот А.Н.Грацианский, штурман А.И.Помазунов, радист И.И.Рыхлов, бортинженер Г.А.Нефедов, ведущие инженеры И.Н.Квитко и А.И.Никонов). Конкурировавшая с самолетом «М» туполевская машина «95-1» к тому времени уже проходила свой путь испытаний, поднявшись в воздух 12 ноября 1952 г.
В рамках первого этапа заводских испытаний «эмка» выполнила 28 полетов, а после доработок, в ходе которых, в частности, установили механизм «вздыбливания», еще 18. Испытания шли довольно напряженно. Выявились серьезные проблемы с прочностью ряда агрегатов, гидросистемой и бустерами, наблюдалось шимми передней опоры шасси. Несколько раз в воздухе возникали очень опасные ситуации. Например, однажды частично разрушился руль высоты, но Опадчий, проявив высочайшее мастерство, успешно посадил опытный самолет. Однако самым удручающим оказалось то, по требования правительственного задания были существенно недовыполнены, в частности, бомбардировщик не показал расчетной дальности полета. В других условиях это могло бы привести к закрытию программы, но 11 мая 1953 г. первый Ту-95 разбился, и сэазу после этого был подготовлен проект решения правительства о запуске самолета «М» в серийное производство, причем на двух заводах – №23 и куйбышевском №18, на котором собирались строить Ту-95. Подписан этот документ не был, не 19 сентября вышло постановление о выпуске в 1954-55 гг. на заводе №23 опытной серии из 11 самолетов.
Однако это не означало, что Мясищев мог побивать на лаврах. Ему было поручено срочно привести характеристики самолета «М» в соответствие с заданием, для чего проект трсбовалось капитально проработать. Главной проблемой был лишний вес. По расчетам, масса конструкции самолета должна была составлять 70 т, а фактически она выросла до 79,7 т, при этом максимальная взлетная достигла 181,5 т, что являлось пределом по условиям взлетной тяговооруженности и прочности.
Учитывая это, при создании второй опытной машины была объявлена премия в 50 рублей за каждый «снятый» килограмм. «Вылизывание» конструкции принесло положительные результаты. Кроме то~о, путевая устойчивость оказалась излишней, что позволило укоротить фюзеляж на метр, а также снизить массу самолета, получившего обозначение «ДМ» («дублер М») и заводской № 1300003. На нем установили почти весь комплект вооружения и оборудования, механизм «вздыбливания», для улучшения взлетно- посадочных характеристик увеличили площадь и углы отклонения закрылков. Самолет впервые поднялся в воздух в январе 1954 г. под управлением экипажа Б.К.Галицкого.
30 апреля первый опытный самолет «IV» передали на Государственные совместные испытания (ГСИ) в ГК НИИ ВВС. Прежде чем начать полеты по их программе, самолет был продемонстрирован на воздушном параде над Красной площадью в честь Первомая. Показ произвел сильное впечатление на отечественную публику и зарубежных дипломатов. Вскоре в НАТО грозному самолету присвоили обозначение Bison.
5 мая состоялся первый полет в рамках ГСИ. Испытания «единички» проходили форсированными темгами и завершились уже 30 августа. Их главной задачей было исследование ЛТХ, а также устойчивости и управляемости самолета. Большинство заявленных характеристик удалось подтвердить, в частности, была получена максимальная скорость 950 км/ч на высоте 6700 м и потолок 12300 м. Зачетные полеты на дальность проводились на «дублере», который поступил в ГК НИИ ВВС только в марте 1955 г. Их результаты не радовали – вместо указанных в правительственном задании 12000 км самолет показал лишь 9500. (Ту-95 на завершающей стадии ГСИ в октябре 1957 г достиг практической дальности 13000 км). Но прежде всего на «ДМ» испытывалось оборудование и вооружение. Правда, до начала поступления «эмок» в войска успели провести сбросы только обычных бомб. На Госиспытаниях также задействовали один из первых серийных самолетов (сер. №1114). В общей сложности на трех машинах было выполнено 99 полетов. ГСИ завершились 25 июля 1955 г. подписанием Акта, в котором, в частности отмечалось, что самолет пригоден для использования в строевых частях. В тот же период бомбардировщик получил официальное обозначение М-4.
Время не ждало. Еще до первого полета «дублера» в серийную документацию вносились изменения, что требовало непрерывной доработки только готовящейся оснастки. Это был тяжелый и нервный период для завода. Предприятие переживало коренную реконструкцию, что тоже не способствовало ритмичности работы v выполнению плана. И дело было не только в том, что новый самолет был гораздо крупнее Ту-4. Простой пример: на Ту-4 все исполнительные механизмы были электрическими, а на новой машине их сменила гидравлика, причем такой гидросистемы не было еще ни на одной советской машине. Одно лишь основное управление весило около 1500 кг! Для сборки и отработки гидравлики потребовалось создать новые производственные участки и десятки стендов. Резко выросли требования к чистоте в помещениях, точности изготовления деталей, качеству рабочих поверхностей и т.д.
Подготовка производства проходила прямо с эскизов, благодаря чему серийное строительство М-4 началось уже в 1954 г., и в августе был готов головной корабль (сер. №0104). Но серийный выпуск оказался таковым лишь условно – в каждой серии было по одному изделию, детали для каждого изготавливались по отдельному заказу, что облегчало их доработку и несколько снижало неустранимый брак, но сказывалось на
