Опытный сверхзвуковой бомбардировщик «105» Проектирование нового сверхзвукового бомбардировщика начали с варианта на базе Ту-16. В июле 1954 г., на основании постановления Совета Министров СССР № 1605-726 и последовавшего за ним приказа МАП, официально началось проектирование двух самолётов, отличавшихся только силовой установкой. Это были «105» с двигателями В.А. Добрынина ВД-5Ф и «106» с ещё более мощными турбореактивными двигателями с форсажными камерами (ТРДФ) конструкции В.А. Добрынина или А.А. Микулина (проект АМ-15). Постановление предписывало до октября 1956 г передать машину на заводские испытания, а во втором квартале следующего года — на государственные.

Потом появились проекты новых двигателей ВД-7М и НК-6. Последний из них должен был стать первым отечественным двухконтурным турбореактивным двигателем с форсажной камерой (ТРДДФ) с невиданной ранее тягой свыше 20 ООО кг Проекты самолётов «105» и «106» переработали под эти перспективные двигатели.

С ВД-7М взлетной тягой 16 500 кг (на высоте 11 000 м и при скорости 1500 км/ч расчетная тяга не превышала 9700 кг) бомбардировщик «105» должен был летать со скоростью до 1580 км/ч и иметь потолок над целью не менее 15 000 м при полете со сверхзвуковой скоростью и весе 60 000 кг. Перегрузочный полетный вес машины оценивался в 80 000 кг. При запасе горючего 36 840 кг и бомбовой нагрузке 3000 кг её дальность на дозвуковой крейсерской скорости ожидалась 6080 км, а на сверхзвуковой (1300-1350 км/ч) — 2250 км. На самолёте планировалась установка радиолокационного бомбового прицела «Инициатива-2» или «Рубин-1». От снарядов и осколков экипаж защищала броня общим весом 305 кг.

При нормальной нагрузке бомбардировщик «105» должен был нести до 3000 кг бомб, например 24 фугасные бомбы ФАБ-100М-46. Вместо них в бомбоотсеке можно было разместить четыре реактивные торпеды РАТ-52 общим весом 2520 кг. В перегрузку разрешалось брать до 9000 кг. При этом допускалась подвеска 24 бомб ФАБ-250М-46, или 18 ФАБ-500М-46, или шести ФАБ-1500, или двух ФАБ-3000. Самыми крупными боеприпасами для этой машины являлись бомбы ФАБ-5000, БРАБ-6000 и ФАБ-9000. Самолёт мог нести по одной бомбе любого из этих типов. Для действий на море предусматривалась подвеска авиационных мин. Вариантами нагрузки в таком случае становились 12 донных мин АМД-500, до восьми АМД-2М или АПМ, до шести мин «Серпей» (суммарным весом 8700 кг) и восьми «Лира» (7600 кг), а также до шести высотных торпед 45-54 ВТ, сбрасываемых на парашютах.

В состав оборонительного вооружения бомбардировщика «105» входила одна неподвижная пушка ТКБ-494 (позднее переименованная в АМ-23) калибра 23 мм для стрельбы вперед (боезапас — 100 патронов) и два аналогичных орудия в кормовой установке для защиты задней полусферы с углами обстрела по 30 градусов в стороны (общий боекомплект 600 патронов). На втором опытном образце бомбардировщика планировалось дополнительно поставить верхнюю стрелковую башню с двумя такими же 23-мм пушками.

Первые сверхзвуковые самолёты были «прыгающие», не рассчитанные на крейсерскую сверхзвуковую скорость. Причин этому было несколько, но главные — низкое аэродинамическое качество и высокий удельный расход топлива двигателями. Последнее ограничивало дальность полета. Американцы, обладая широкой сетью баз за границей, могли это проигнорировать, но советским ВВС требовалась большая продолжительность полета, чтобы «дотянуться» до удаленных целей. Поэтому в ОКБ-156 пришли к компромиссу. Планер бомбардировщика «105» туполевцы скомпоновали в соответствии с законами аэродинамики сверхзвуковых скоростей, а воздухозаборное устройство выполнили со скругленной обечайкой, увеличивающей на сверхзвуке и лобовое сопротивление, и потери полного давления. Но зато на околозвуковых скоростях такой заборник создавал дополнительную подсасывающую силу, что благоприятно сказывалось на дальности полета. Большую часть маршрута бомбардировщик «105» должен был проходить на дозвуковых скоростях, переходя на сверхзвук лишь при прорыве к атакуемому объекту.

Созданию бомбардировщика «105» предшествовало испытание полусотни аэродинамических моделей различных компоновок. Ранее считалось, что вариант с расположением двигателей в хвостовой части был предложен ЦАГИ. Но совсем недавно нашелся другой, более подробный, документ ГКАТ, позволивший уточнить, что же рекомендовал институт. В соответствии с ним Туполеву предлагалось взять за основу схему с велосипедным шасси, высокорасположенным крылом, под которым вплотную к фюзеляжу примыкали двигатели. Но главный конструктор эту рекомендацию не принял и построил самолёт по-своему, затратив около полутора лет на отработку его компоновки. Двигатели разместили в хвостовой части, по бокам вертикального оперения, что позволило предельно укоротить воздухозаборники и обеспечить достаточно простую замену двигателей на альтернативные. Последнее давало возможность легко перейти от «105» к «106».

В своем окончательном виде бомбардировщик «105» уже практически не имел ничего общего с Ту-16. Компоновка самолёта «105» — единственная в своем роде, поскольку нигде и никем больше не применялась. Конструкторы для снижения лобового сопротивления и улучшения взлетно-посадочных характеристик применили «чистое» крыло, в утолщенном центроплане которого разместили ниши уборки шасси. Экипаж сократили до трех человек — летчика, штурмана и стрелка-радиста, поместив их в кабинах с индивидуальным бронированием на креслах, катапультирующихся вниз. Подобная компоновка позволила сократить количество стремянок, но в то же время ограничила до 350 м минимальную высоту покидания машины в аварийной ситуации.

Ставка на двигатели ВД-7М впоследствии негативно отразилась на судьбе самолёта. Их длительная доводка существенно задержала постройку опытного образца бомбардировщика, а позднее эти недоведенные ТРД стали причиной многих аварий и катастроф.

Эскизный и проект бомбардировщика «105» предъявили заказчику в октябре 1955 г. Вскоре началась постройка опытных образцов. Первый доставили на аэродром в августе 1957 г. 24 августа привезли первый полноценный ВД-7М, 6 сентября — второй. Их стали монтировать на машине. Второй экземпляр — планер без двигателей и оборудования, с ноября проходил в ЦАГИ статические испытания. 21 июня 1958 г экипаж летчика-испытателя Ю.Т. Алашеева, чиркнув по бетону хвостовой пятой на разбеге, совершил на опытном Ту-105 первый полет.

Не успев «родиться», «105-й» быстро состарился. Его первые полеты выявили явное несоответствие полученных лётных характеристик заданным. В результате в 1955—1956 гг. вышли еще два постановления Совета Министров, последним из которых предписывалось довести максимальную скорость до 1475—1550 км/ч. Похоже, что в ОКБ это предчувствовали, и еще до начала лётных испытаний бомбардировщика «105», приступили к разработке проекта «105А», по одной из версий, рассчитанного на доставку к цели крылатых ракет, сначала типа К-10С, а затем Х-22.

Чтобы снизить лобовое сопротивление, требовалось спрятать ракету в отсек боевой нагрузки, который переделали, изменив схему уборки шасси. Теперь основные опоры укладывались в гондолы на крыле по типу Ту-16. Это привело к уменьшению площади закрылков и ухудшению взлетно-посадочных характеристик. Одновременно отказались от носовой пушки и вращающейся башни. Вместо двуствольной кормовой установки появилась одноствольная ДК-20 с пушкой Р-23. Дистанционное наведение оружия на цель осуществлялось с помощью прицелов: радиолокационного ПРС-3 «Аргон-2» и телевизионного ТП-1. По другой версии, причину появления «105А» связывают с улучшением скоростных характеристик за счет снижения коэффициента лобового сопротивления на сверхзвуке. Применив правило площадей, конструкторы изменили обводы фюзеляжа и добились лучшего его обтекания.

Согласно постановлению правительства, выпущенному в апреле 1958 г, лётные испытания машины планировали начать во 2-м квартале следующего года, но туполевцы не успевали, и в июле 1959 г их официально перенесли на последний квартал. Свой первый полет бомбардировщик «105А» совершил 7 сентября. В том же году главным конструктором машины назначили Д.С. Маркова. Примерно в это же время опытный образец самолёта «105» потерпел аварию и его больше не восстанавливали. Но и первого «105А» хватило ненадолго; в седьмом полете, 21 декабря, произошла катастрофа. На высоте 10000 м в режиме разгона, при скорости, соответствовавшей звуковой, начался флаттер руля высоты. После разрушения горизонтального оперения самолёт перешел в пикирование и врезался в землю. Спасся лишь радист К.А. Щербаков. Штурман И.Е. Гавриленко погиб после катапультирования от столкновения с фрагментами развалившейся машины, а пилот Ю.Т. Алашеев — при ударе о землю.

Несмотря на потерю опытных образцов, бомбардировщик «105А» приняли к серийному производству под обозначением Ту-22. Существенным отличием серийных самолетов от опытных образцов стало цельноповоротное горизонтальное оперение, и ряд других изменений.