Экипаж из двух человек для данного класса самолетов являлся оптимальным. Их обязанности распределялись следующим образом:

- летчик пилотировал самолет, осуществлял наведение на цель по командам наземной системы и РЛС РП-С ("Смерч"), а также выполнял пуск ракет;

- штурман-оператор осуществлял самолетовождение в течение всего полета, поиск цели с помощью станции РП-С, ее опознавание и захват, а также радиосвязь с базовым аэродромом.

Комплекс навигационного и связного оборудования на самолете-носителе был почти таким же, как на дальних бомбардировщиках, что обеспечивало возможность барражирования перехватчика в районах Крайнего Севера и Дальнего Востока. Для эффективной работы двигателей АЛ-7Ф-2 на всех режимах полета воздухозаборники Ту-28 имели подвижные двухскачковые центральные тела-конусы. Хорошие взлетно-посадочные характеристики самолета обеспечивались выдвижными щелевыми закрылками, кроме того, на посадке использовались интерцепторы и тормозной парашют.

Самолет "98ЛЛ" на так называемой площадке хранения ЛИиДБ ОКБ А.Н.Туполева

Внутренний пилон серийного Ту-128

Внешний пилон Ту-128 поздних серий

После утверждения заказчиком эскизного проекта в августе 1958 г. начался выпуск рабочих чертежей, которые передавались на опытный завод. В январе 1960 г. состоялась макетная комиссия. Она в целом макет перехватчика и установленные на нем системы одобрила, однако потребовала проведения некоторых доработок. Основные изменения касались оборудования. Агрегаты планера запущенного в производство прототипа пришлось дорабатывать незначительно.

Еще в процессе проектирования перехватчика авиационной промышленности были выданы заказы на поставку ряда самолетов-мишеней для отработки комплекса Ту-28-80, в частности: радиоуправляемой мишени Ил-28М, пилотируемого и беспилотного вариантов мишени на базе высотного разведчика Як-25РВ, прорабатывался вопрос о мишени Ту-16М (М-16) и подвесных ракетах- мишенях на базе ракет КСР-2 (КРМ).

Поскольку ОКБ-156 отвечало не только за самолет-носитель, но и за весь комплекс, а его судьба во многом зависела от смежников, туполевцы тесно сотрудничали со всеми предприятиями и организациями, привлеченными к этой работе. Перед коллективом Ф.Волкова стояла задача создать бортовую РЛС с дальностью обнаружения 50 км и дальностью захвата цели 30-40 км. Кроме ограничений по массе и габаритам, к станции выдвигались достаточно жесткие требования по помехозащищенности, т.к. самолеты вероятного противника оснащались различными средствами РЭБ. ОКБ М.Р.Бисновата впервые в СССР создавало всеракурсные ракеты класса "воздух-воздух", предназначенные для поражения маневрирующих целей в широком диапазоне условий применения. Скорость сближения ракеты с целью могла изменяться в зависимости от ракурса атаки в пределах от 200 до 1600 м/с. В таком широком диапазоне невозможно было обеспечить высокую вероятность поражения цели без согласования параметров системы управления ракетой и радиовзрывателем с условиями сближения. Такое согласование проводилось по информации, получаемой с самолета- носителя в момент пуска. В ходе проектирования удалось решить задачу значительного повышения маневренных возможностей ракеты: максимальное значение боковой перегрузки довели до 21д благодаря резкому снижению удельной нагрузки на крыло и повышению ее энерговооруженности.

Самонаведение К-80 осуществлялось по методу пропорциональной навигации. Из компоновочных соображений ракета имела нормальную аэродинамическую схему. Треугольные крылья и трапециевидные рули располагались крестообразно. Ракетный двигатель на твердом топливе имел суммарный импульс тяги у земли 24500 кгс/с. Осколочно-фугасная БЧ массой 53,5 кг имела радиовзрыватель и предохранительно-исполнительный механизм. К-80 обеспечивала поражение воздушных целей, летящих со скоростью до 2000 км/ч на высотах 8-21 км (с превышением над самолетом-носителем до 8 км) и на дальностях от 2 до 25 км. Масса ракеты составляла 483 кг, длина - 5450 мм, диаметр фюзеляжа - 315 мм. Для ее подвески на перехватчик "128" разработали специальное подкрыльевое пусковое устройство АПУ-128. Ракеты с тепловой головкой подвешивались на внутренние крыльевые пилоны, с радиолокационной - на внешние.

Учитывая всю сложность отработки и доводки РЛС "Смерч", ее связи с бортом самолета и ракет, общего взаимодействия всех элементов комплекса, было принято решение о проведении испытаний станции на летающих лабораториях "98ЛЛ" и Ту-104ЛЛ, причем на последней даже проводили пуски опытных ракет К-80 по мишеням. Переделку опытного самолета "98" провели в 1959 г. путем установки на месте кабины штурмана РЛС "Смерч" и некоторых других изменений. За свой внешний вид машина у разработчиков и испытателей получила кличку "буряк". Работы по этой лаборатории возглавлял один из старейших соратников Туполева А.И.Путилов.

Первый прототип Ту-128 в ходе испытаний. Под фюзеляжем - обтекатель КЗА

Первый прототип Ту-128

"Скрипач" выходит на сцену

Строительство опытного самолета на заводе №156 продолжалось в течение первой половины 1960 г. К середине лета перехватчик был готов, и 12 июля его перевезли на Л ИиДБ, где закончили монтаж оборудования и опробовали системы. Первый прототип внешне несколько отличался от серийных машин: под фюзеляжем был установлен большой обтекатель с контрольно-записывающей аппаратурой (КЗА) и два подфюзеляжных гребня для увеличения путевой устойчивости.

Для проведения заводских испытаний создали бригаду во главе с Д.Кантором, ведущим инженером по испытаниям стал B. Карпинский, летный экипаж назначили в составе летчика-испытателя М.В.Козлова и штурмана-испытателя К.И.Малхасяна. Кроме того, к полетам на опытном перехватчике "128" готовились лучшие пилоты и штурманы летно-испытательной базы: C.Т.Агапов, А.Д.Бессонов, В.П.Борисов, В.Молчанов, А.Н.Николаев, В.Баженов, В.Колосов. В ходе подготовки проводились тренировочные полеты на перехватчиках Су-9, Як-27 и других самолетах, близких по назначению к "128". В состав бригады испытателей машины включили и экипаж Ту-104/1 Л, на котором отрабатывались важнейшие элементы комплекса, во главе с ведущим инженером по летным испытаниям ОКБ-156 А.Гороховым. Впоследствии это помогло решить многие проблемы, связанные с работой РЛС и комплекса в целом. Устранением выявленных недостатков и отказов занималась бригада, руководимая ведущим инженером по производству А.Залесским.

Опытный перехватчик "128" передали на заводские испытания 23 января 1961 г. 27 февраля начались рулежки. Всю первую половину марта прототип накатывал сотни километров по аэродрому ЛИИ. 18 марта М.Козлов и К.Малхасян подняли машину в первый полет, продолжавшийся 30 минут. 21 марта после второго полета заменили один из двигателей. На седьмом полете к испытаниям подключился летчик-испытатель А.Бессонов. На опытной машине проверялись поведение перехватчика в воздухе, его взлетно-посадочные свойства. 20 апреля на восьмом полете самолет на высоте 11000 м вышел на скорость, соответствующую числу М=0,98.24 апреля опытный "128" достиг скорости М=1,06.