Схема и конструкция самолета М-50.

Планер самолета представлял собой цельнометаллический моноплан с высокорасположенным крылом.

Фюзеляж типа полумонокок цилиндрической формы диаметром 2,95 м, с длинной заостренной носовой частью. Технологически фюзеляж делился на передний отсек с радиолокационным и вспомогательным оборудованием; герметическую кабину экипажа; передний топливный отсек; среднюю часть с отсеками шасси, топливных контейнеров, спецгрузов и центральной частью крыла; хвостовую часть с размещением топливных отсеков и оборудования, тормозных парашютов и креплением оперения. Проводка системы управления, различные агрегаты и коммуникации располагались по верху и по низу фюзеляжа и закрывались специальными гаргротами, имеющими съемные части, обеспечивающие эксплуатационные подходы для осмотра и проведения текущих работ.

Крыло - свободнонесущее, треугольной формы в плане со стреловидностью 54...57°, обеспечивающей условия дозвукового обтекания у передней кромки. Из условий компоновки и прочности для увеличения строительных высот крыла стреловидность корневой части больше, чем концевой. Крыло набиралось из сверхзвуковых симметричных профилей. Угол обратного поперечного V -3°, угол установки 2°.

Технологически крыло делилось на кессон, переднюю часть кессона с носками, хвостовую часть кессона, консоли с носками и хвостовыми частями, пилоны двигателей и обтекатели подкрыльных стоек. Кессон и его передняя часть представляли собой заливаемые топливные емкости. Кессон являлся основным силовым элементом крыла и состоял из трех лонжеронов, прессованных панелей и нервюр. Конструкция крыла выполнялась в основном из сплава В-95 с отдельными узлами из стали. Механизация крыла - выдвижные щелевые взлетно-посадочные закрылки типа ЦАГИ и элероны с внутренней аэродинамической компенсацией.

Для уменьшения сопротивления и аэродинамического нагрева были применены крупногабаритные прессованные панели обшивки, обеспечившие максимальную гладкость поверхности. Это позволило впервые отказаться от вкладных баков и использовать внутренние объемы крыла и фюзеляжа для непосредственной заливки топлива в их герметизированные отсеки.

Хвостовое оперение однокилевое, цельнометаллическое, свободнонесущее, трапециевидной формы, поворотное. Применение цельноповоротного оперения обеспечило высокоэффективную управляемость с малыми потерями аэродинамического качества самолета в целом и, несмотря на значительные конструктивные проблемы, уменьшило его площадь и массу. Вертикальное и горизонтальное оперения - кессонной конструкции, стреловидностью 54° по передней кромке и относительной толщиной профиля 3...4 %.

Шасси самолета - убирающееся, велосипедной схемы с масляно-воздушной амортизацией. Оно состояло из двух главных (передней и задней) и двух подкрыльных опор, установленных на концевых нервюрах крыла. Применение велосипедной схемы позволило использовать достаточные объемы для размещения главных опор шасси внутри фюзеляжа, не увеличивая мидель и не нарушая аэродинамику самолета. Велосипедное шасси было тщательно отработано на самолетах М-4 и ЗМ, что позволило улучшить конструкцию, не увеличивая массу агрегатов шасси.

Большая мощность двигателей, потребная для сверхзвукового полета, определяла и их значительные габаритные размеры, что затрудняло их компоновку во внутренних объемах крыла или фюзеляжа. В результате была принята компоновка двигательной установки из четырех изолированных гондол, в каждой из которых совмещены двигатель и воздухозаборник, имеющий механизацию в виде выдвижной передней части обечайки для регулирования площади входного сечения и горла воздухозаборника. Две гондолы расположили посередине полуразмаха крыла на пилонах, две - на концах крыла. На концевых двигателях предусматривалась возможность реверса. Управление двигателями осуществлялось с помощью системы автоматического электродистанционного управления. Отработка системы проводилась на специально построенном стенде и на самолете - ЛЛ ЗМ.

Для взлета самолета с максимальной взлетной массой планировалось применение стартовых ускорителей, которые создавались на основе ускорителей самолета М-4. Были проведены их стендовые и летные испытания на ЛЛ Ту-4. Для сокращения пробега после посадки потребовались дополнительные средства торможения. На основной опоре шасси устанавливались тормозные лыжи, выпускавшиеся на пробеге.

Предлагались нетрадиционные способы взлета самолета: точечный старт, взлет с гидротележки. Они представляли интерес для ВВС как более экономичные и обеспечивающие лучшее боевое рассредоточение самолетов стратегической авиации, но требовали детальной конструктивной проработки и проверки
летными испытаниями.

М-50 имел бомбовый отсек с ограниченным (по сравнению с М-4 и ЗМ) числом вариантов оснащения, но достаточным для поражения любой стратегической цели. Предусматривалось бомбометание только с помощью радиолокационного прицела, обладающего повышенной дальностью обнаружения цели. В варианте ракетоносца самолет мог нести до четырех крылатых ракет, расположенных по бортам фюзеляжа по две перед и за крылом для соблюдения правила площадей. Изучалась возможность применения разрабатывавшейся в ОКБ планирующей ракеты "45Б" с дальностью автономного полета до 2500 км.

В связи с высокой сверхзвуковой скоростью полета самолета оборонительное вооружение предусматривалось только для защиты задней полусферы. Планировалась установка кормовой башни с пушкой НР-23, управляемой с помощью электропривода от радиолокационного прицела над стрелковой установкой. Дополнительно предусматривались постановка помех и выброс дипольных отражателей.

М-50 - первый в СССР самолет с полностью автоматизированной системой управления. Была создана единая комплексная система автоматического управления САУ-50, которая явилась прототипом для многих последующих разработок подобных систем.

Установленная на самолете комплексная система приборно-навигационного оборудования КСБ-1 была первой отечественной автоматизированной системой самолетовождения и решения боевых задач.

В состав оборудования входили также: связная радиостанция "Планета", командная РСИУ-ЗМ и аварийная "Кедр-С", переговорное устройство СПУ-6, радиовысотомеры больших и малых высот РВ-5 и РВ-25, самолетный запросчик-ответчик СРЗО-2, ответчик СОД, аппаратура защиты хвостовой части "Сирена-2".

Экипаж самолета - летчик и штурман - размещался в одной гермокабине. Рабочие места экипажа с бронезащитой располагались тандемно - друг за другом, посадка и катапультирование осуществлялись через люки в нижней части фюзеляжа.

На базе М-50 изучались проекты самолетов различного назначения. Пассажирский вариант рассчитывался на размещение 100...125 человек в фюзеляже с увеличенным объемом. Этот же самолет предполагалось модифицировать в заправщик с жесткой системой заправки. Проектировался беспилотный самолет-снаряд "51" с межконтинентальной дальностью и боезарядом большой мощности.