Новый проект ОКБ первоначально получает шифр «156», но вскоре условное обозначение по ОКБ меняется на «160» (Ту-160) — самолет «К», или изделие «70». В ОКБ решили сделать ставку на использование уникального опыта, полученного при проектировании Ту-144, и пытаться на этой базе создать стратегический гибкий многорежимный носитель, по своим техническим решениям превосходящий известные проекты. Совокупность заданных в постановлении 1967 года летных характеристик самолета-носителя ставила перед ОКБ трудноосуществимую задачу. На первом этапе решили принять за определяющие облик самолета характеристики сверхзвуковой дальности полета и крейсерской скорости полета на этом режиме. Следует отметить, что одновременно с началом проектирования Ту-160 в отделе «К» проводились исследования по поиску дальнейших путей развития Ту-144, давшие старт работам по сверхзвуковому пассажирскому самолету второго поколения — Ту-244. Таким образом, на первом этапе выбор ОКБ остановился на модифицированной схеме «бесхвостка», которая с успехом использовалась для проектов Ту-144 и Ту-244. ОКБ А. Н. Туполева в отличие от своих конкурентов ограничило скорость нового самолета цифрой в 2,3M.
Что касается выбора варианта самолета с крылом изменяемой стреловидности, то его выбор привносил множество преимуществ, хотя и приводил к некоторому увеличению массы и усложнению конструкции. Основным требованием, предъявляемым к тяжелому многорежимному самолету, являлось обеспечение большой дальности полета по сложному профилю с преодолением зоны ПВО на большой высоте со сверхзвуковой скоростью или у земли, на минимальной высоте, с огибанием профиля земного ландшафта. При этом полет к цели до зоны действия ПВО противника должен был выполняться на оптимальных высотах с дозвуковой скоростью. К дополнительному требованию можно отнести необходимость обеспечения эксплуатации самолета с ВПП ограниченных размеров (аэродромы 1-го класса). Совмещение указанных свойств в одном самолете представляло сложную техническую задачу. Достичь компромиссного решения между дозвуковыми и сверхзвуковыми характеристиками самолета можно было путем применения крыла изменяемой стреловидности, а также использования двигателей комбинированной схемы: одноконтурного на сверхзвуке и двухконтурного на дозвуке. Сравнительные исследования, проведенные в ходе выбора оптимальной конфигурации тяжелых многорежимных самолетов с крылом фиксированной стреловидности и с крылом изменяемой стреловидности, выявили следующие преимущества и особенности использования такого крыла. При полете с дозвуковой скоростью аэродинамическое качество самолета с крылом изменяемой стреловидности примерно в 1,2–1,5 раза выше, чем у самолета с фиксированной стреловидностью. При полете со сверхзвуковой скоростью аэродинамическое качество самолета с крылом изменяемой стреловидности в сложенном положении практически равно аэродинамическому качеству самолета с крылом фиксированной стреловидности.
Взвесив все за и против, в ОКБ начали готовить аванпроект самолета по схеме «бесхвостки».
С 1970 по 1972 год подготовили несколько вариантов, проходивших по ОКБ под шифрами Ту-160М (Л-1), (Л-2) и т. д. К 1972 году аванпроект закончили и предоставили его ВВС. Одновременно ВВС приняло к рассмотрению проекты ОКБ В. М. Мясищева и ОКБ П. О. Сухого. Все три проекта представлялись в рамках конкурса, проводимого Министерством авиапромышленности в 1972 году с целью получения наилучшего решения по перспективному стратегическому самолету. Все три проекта, разработанные в ОКБ в рамках конкурса министерства (Т-4МС, Ту-160 «бесхвостка» и М-18), представляли три различных взгляда на одну проблему.
Результаты рассмотрения предложенных проектов, а также анализ работ в США по В-1 склоняли чашу весов в пользу мясищевского М-18. Но это ОКБ не располагало необходимой производственной базой и было слишком малочисленным для реализации такого сложного проекта. По решению руководства МАП, ВВС и многих других согласовывающих инстанций задание было передано в более мощное и разветвленное ОКБ А. Н. Туполева.
Проект ОКБ П. О. Сухого Т-4МС сняли с рассмотрения в основном из-за его огромной стоимости, высокой степени технического риска, а также из-за нежелания ВВС перегружать это ОКБ работой, которая могла сорвать сроки работ по Су-24, Су-25 и Су-27. В то же время военные отдавали себе отчет в том, что перехватчик для такого скоростного самолета у потенциального противника давно готов (SR-71), облетан и испытан, а вот работы по аналогичному сверхзвуковому комплексу «Валькирия» свернуты.
После всех этих событий, на многие годы решивших дальнейшую судьбу отечественного многорежимного самолета, ОКБ А. Н. Туполева приступило к проектированию самолета Ту-160 с крылом изменяемой стреловидности. Варианты с фиксированным крылом дальнейшего развития не получили. В том же 1972 году ОКБ, ЦАГИ, другие организации и предприятия отечественного ВПК, а также и научно-исследовательские институты ВВС приступили к выполнению широкой программы по оптимизации схемы, параметров будущего самолета, его силовой установки, выбору и разработке конструкционных материалов и необходимых технологий. При этом первоочередной задачей оставался выбор оптимальной структуры и взаимосвязи комплексов и систем бортового оборудования и вооружения. Всего работами по Ту-160 в СССР, в той или иной форме, занималось около восьмисот предприятий и организаций различного профиля!
Выбрав основную схему самолета, силы ОКБ сконцентрировались на отработке конкретных элементов самолета и комплекса. В качестве двигателей для силовой установки первоначально остановились на НК-25, однотипных с теми, что предназначались для Ту-22МЗ. По тяговым характеристикам двигатель в основном удовлетворял разработчиков Ту-160, но вот удельные расходы топлива необходимо было снижать, иначе межконтинентальной дальности получить не удалось бы, даже при самой идеальной аэродинамике. Как отмечалось выше, в это время ОКБ Н. Д. Кузнецова приступило к проектированию нового двухконтурного трехвального ДТРДФ НК-32, который при той же взлетной форсажной тяге 25000 кгс и бесфорсажной 13000 кгс должен был иметь удельный расход топлива на дозвуковом режиме 0,72—0,73 кг/кгс*ч и на сверхзвуке — 1,7 кг/кгс*ч.
Как и для предварительных проектов «бесхвосток», для окончательного варианта компоновки планера выбрали «интегральную» схему, объединявшую наплывную переднюю часть крыла и фюзеляж в единый агрегат. Все это сочеталось с поворотными консолями крыла с углами поворота от 20 до 65 градусов и хвостовым оперением нормальной схемы. Для оценки принятых аэродинамических решений совместно с ЦАГИ был выполнен большой объем продувок на специально подготовленных моделях. Продувки показали, что удалось получить высокое аэродинамическое качество как на крейсерском дозвуковом режиме полета, так и на сверхзвуке.
Вопросы, связанные с общей компоновкой самолета, решались в неразрывной связи с конструктивными и технологическими проблемами. Основные нагрузки воспринимала центральная фюзеляжеобразующая цельносварная титановая балка, вокруг нее группировались все остальные элементы планера. Оригинальная технология изготовления столь большого конструктивного элемента, как титановая балка, основывалась на процессе электронно-лучевой сварки в нейтральной среде. Поворотные части крыла, узлы поворота и привода по своей схеме и техническим решениям в общем повторяли принятые для Ту-22М, однако значительное увеличение размеров и нагрузок на них потребовало существенных доработок конструкции и увеличения мощности приводов.
При построении системы управления самолетом впервые в отечественной практике создания тяжелых самолетов была использована электродистанционная система (ЭДСУ) передачи информации на привод органов управления с ручки летчиков.
Совместно с Государственным научно-исследовательским институтом авиационных систем и другими организациями ОКБ вело поиск наиболее эффективной системы ракетного вооружения. Помимо сверхзвуковых маловысотных ракет предлагалось создать для самолетов подобного класса дозвуковые маловысотные крылатые ракеты с корреляционной системой навигации по рельефу местности. Планировалось вооружать самолет разнообразными наступательными ракетами, управляемым и неуправляемым оружием ближнего действия, а также иметь ракетную круговую оборону. Приоритет отдавался оружию, размещаемому во внутренних отсеках самолета, обеспечивающему поражение целей, в том числе и слабоконтрастных, без входа в зону ПВО вероятного противника.
