В этих условиях на рубеже 1960-х гг. основная ответственность и нагрузка по защите государства легла на Дальнюю авиацию.

Для увеличения дальности поражения объектов, повышения вероятности преодоления ПВО и повышения эффективности боевых действий на вооружение Дальней авиации принимаются самолеты Ту-4, Ту-16, М-4, Ту-95, Ту-22, Ту-160 различных модификаций, а также авиационно-ракетные комплексы «Комета», К-16, К-11, К-20, К-26, К-22, их сочетание и др., в составе которых были авиационные ракеты КС-1, КСР-2, КСР-5, КСР-11, Х-15, Х-20, Х-22, Х-55. Все они были носителями ядерных боеприпасов.

В 1943 г., в связи с активизацией в СССР работ по атомной проблеме, возникла потребность в разработке авиационного носителя для создаваемой атомной бомбы. В мае 1944 г. вновь воссозданное ОКБ завода № 156 Туполева приступило к разработке эскизного проекта нового стратегического бомбардировщика.

В 1944 г. 5 самолетов B-29 по разным причинам произвели вынужденную посадку в Приморье. В 1945 г. ОКБ Туполева получило задание остановить все собственные разработки дальних бомбардировщиков и в максимально короткие сроки скопировать B-29 насколько можно точно. В одном из самолетов была обнаружена техническая документация, что значительно облегчило работу. В течение лета самолеты были перегнаны в Подмосковье. Ту-4 являлся точной копией B-29. Единственными системами (не считая вооружения), кардинально отличавшимися от оригинала, были двигатели: Туполев принял решение не копировать американский двигатель «Райт» Р-3350, а воспользоваться более мощным АШ-73 конструкции А.Д. Швецова. Также оригинальной была конструкция дистанционно управляемых оборонительных турелей, приспособленных для установки в них советских 23-мм пушек НС-23.

В декабре 1945 г. задание на разработку самолета включили в план опытного самолетостроения НКАП (МАП) на 1946 г. 3 июля 1947 г. экипаж летчика-испытателя Рыбко Н.С. приступил к его испытаниям.

Экипаж самолета состоит из 11 человек: левого пилота – командира корабля; правого – второго пилота; штурмана-бомбардира; штурмана-навигатора; борт-техника; радиста; штурмана-оператора бортовой РЛС; 4 стрелков. В носовой (передняя) гермокабине расположены: в остекленной носовой части фюзеляжа – штурман-бомбардир; далее кресла пилотов (командира корабля – слева и второго пилота – справа), за ними рабочие места борт-техника, штурмана-навигатора, стрелка и радиста. Вход в переднюю гермокабину и ее покидание обеспечивается через нишу передней стойки шасси. В средней гермокабине оборудованы места штурмана-оператора бортовой РЛС и трех стрелков, а также два спальных места. Передняя и средняя гермокабины сообщены друг с другом цилиндрическим гермолазом диаметром 710 мм, проходящим внутри фюзеляжа над передним бомбоотсеком, над фюзеляжным кессоном крыла и над задним бомбоотсеком. В хвостовой части размещена задняя индивидуальная гермокабина хвостового стрелка, которая при герметизации разобщена со средней гермокабиной.

Двигатели – четыре поршневых 18-цилиндровых двигателя воздушного охлаждения «АШ-73 ТК». Взлетная мощность двигателя – 2400 л.с., номинальная мощность двигателя – 2000 л.с.

Топливная система включает 22 мягких, крыльевых, протектированных топливных бака, расположенных между лонжеронами и нервюрами (8 баков, в центроплане, для внутренних двигателей и по 7 баков в консольных частях крыла, для внешних двигателей), общим объемом 20 180 литров. Кроме того, в переднем бомбовом отсеке могут подвешиваться три дополнительных топливных бака, общим объемом 5300 литров, на случай длительного полета с меньшей бомбовой нагрузкой.

В различных вариантах подвески самолет Ту-4 мог нести: ФАБ-3000 и ФАБ-1500; средства массового поражения (химические боеприпасы) ХАБ-500—280 СМ-46 и ХАБ-250—150 СМ-46. Автоматический прицел ОПБ-48 обеспечивал бомбометание на любой скорости и высоте в условиях визуальной видимости. Бортовая РЛС «Кобальт» была разработана КБ Ленинградского электромеханического завода под руководством А.И. Корчмаря и Я.Б. Шапировского. Она обеспечивала: обнаружение целей – крупное промышленное здание с дальности 100 км; определение координат цели, по азимуту, с точностью до +/– 2 градуса, по дальности +/– 100 м; бомбометание в облачность и ночью с высот от 3000 м, до «потолка»; определение местоположения самолета.

В конце 1948 г. Сталин И.В. официально присвоил самолету индекс «Ту-4» и утвердил Акт об окончании государственных испытаний.

Главным оружием Ту-4 должна была стать атомная бомба, разработка которой была начата в 1946 г. в ОКБ-11 под руководством Ю.Б. Харитона и начальника конструкторского отдела В.А. Турбинера. Параллельно с проектированием заряда РДС-1 ОКБ-11 совместно с бригадой вооружения ОКБ Туполева произвели доработку трех самолетов Ту-4 для проведения баллистических и «горячих» испытаний атомной бомбы. Доработанные самолеты были обозначены индексом Ту-4 А. На этих самолетах была установлена система взведения заряда и специальный бомбодержатель.

Ту-4 А отличался от «нормального» Ту-4 новой бомбардировочной установкой, обеспечивающей электрическую стыковку бортового самолетного оборудования с изделием через специальный разъем, наличием тросовой системы извлечения чек при сбрасывании бомбы «на взрыв», системой поддержания температурных условий в бомбоотсеке вплоть до практического потолка самолета, доработанным оптическим прицелом с расширенным диапазоном условий сбрасывания, установкой в кабине штурмана-бомбардира спецвооружением соответствующего пульта управления спецвооружением.

Первоначально была произведена большая серия сбросов макетных бомб в целях отработки конструкции парашюта, оперения бомбы, радиовысотомеров, генерирующих сигнал для взрыва ядерного заряда на заданной высоте. 18 октября 1951 года экипаж Ту-4 А под командованием подполковника К.И. Уржунцева сбросил на Семипалатинском полигоне бомбу «Мария» с зарядом РДС-3 (вес – 3100 кг), мощность заряда 40 кт. Единственным средством защиты экипажа самолета-носителя от малоизученных в то время поражающих факторов ядерного взрыва являлись светозащитные экраны и специальные очки.

Первым серийным ядерным зарядом, разработанным для боевых частей ракет и свободнопадающих бомб, стал 30-килотонный заряд РДС-4. Его вариант, РДС-4 Т, был разработан для атомной бомбы «Татьяна», поступившей на вооружение Дальней авиации. Внешне «Татьяна» соответствовала обычной фугасной бомбе. Ее корпус по сравнению с «Изделием 501» был короче более чем в четыре раза, вес снизился с 5000 кг до 1200 кг.

Ту-4 стал первым советским носителем ядерного оружия. По решению Совета министров СССР от 29 августа 1951 г. № 3200–1513 Военное министерство приступило к формированию бомбардировочного полка, вооруженного атомными бомбами, с условным наименованием «Учебно-тренировочная часть № 8» в составе 22 боевых самолетов-носителей Ту-4.

С 1947 по 1952 г. Ту-4 строился массовой серией на трех заводах: № 22 в Казани, № 18 в Куйбышеве и № 23 в Москве. За эти годы выпустили около 850 машин разных модификаций.

Варианты и модификации

Ту-4 – базовый серийный дальний бомбардировщик;

Ту-4 А – носитель атомной бомбы;

Ту-4 т – танкер;

Ту-4 К – носитель крылатых ракет КС-1;

Ту-4 Р – разведчик.

Первый стратегический бомбардировщик Ту-4 публично был продемонстрирован на воздушном параде 18 августа 1947 г. Промышленные и государственные испытания Ту-4 длились почти два года и завершились к концу 1948 г. В них участвовали и экипажи ДА: п/п-ка Пономаренко В.В. (203-й тбап) и п/п-ка Вагапова И.Ш. (флагманский экипаж ДА). В процессе их самолеты участвовали и в воздушных парадах 12 июля и 7 ноября 1948 г.

Первым полком, освоившим самолет в 1949 г., стал 203-й гв. тбап 45-й тбад (Барановичи). Командир полка гв. п/п-к Пономаренко В.В. первым освоил самолет Ту-4. Вторым – флагманский экипаж ДА п/п-ка Вагапова И.Ш. Освоение Ту-4 вслед за полками 45-й дивизии 50-й ВА начали в 13-й гв. тбад (командир п-к Сажин Н.И.) 43-й ВА. В 13-ю дивизию входили 185, 202 и 226-й гв. полки. Первым переучивание начал 185-й тбап, а с апреля 1949 г. – 202-й и 226-й полки. Первые 6 Ту-4 приземлились в Полтаве в июле 1949 г., и в том же месяце уже начались полеты в составе штатных экипажей. В начале сентября в полку началось освоение маршрутных полетов с бомбометанием днем с последующим переходом к полетам ночью. Всего было переучено 72 командира корабля и 67 экипажей. Средний налет при переучивании составлял 14 часов. В процессе освоения самолета налет составлял 80—120 час.