Работы по созданию разведчика Ту-16Р на базе бомбардировщика Ту-16 начались в ОКБ А.Н.Туполева в 1953 г. С самого начала будущий самолёт задумывался как универсальная машина, способная вести фоторазведку, радиотехническую разведку и осуществлять подавление выявленных радиотехнических средств ПВО противника. Во многом успех создания разведывательной модификации зависел от способности отечественной промышленности в нужные сроки спроектировать и запустить в серийное производство необходимые средства радиотехнической разведки и подавления.

3 июля 1953 г вышло постановление Совета Министров, которое требовало от ОКБ-156 спроектировать разведчик с большим набором различной аппаратуры. В него входила новая радиолокационная бомбардировочная станция «Люстра» (РБП-6), способная работать в условиях применения радиотехнических помех. Она являлась модификацией серийной РЛС «Рубидий-ММ-2» с помехозащищённой высокочастотной головкой, антенно-фидерной системой 2-см диапазона и увеличенным углом сканирования антенны. Для противодействия РЛС противника самолёт должен был нести станции РЭП «Силикат» и «Апатит» и устройство для сброса дипольных отражателей «Автомат-2» (АСО-2Б). Радиотехническую разведку намеревались вести с помощью станции «Ромб-1» (СРС-3). Радиолокационные прицелы «Изумруд» и «Аргон» хотели снабдить блоками защиты от помех.

В перспективе планировалось использовать аппаратуру, находившуюся ещё в стадии создания: бомбардировочную РЛС «Рубин», прицельные РЛС «Топаз» и «Ксенон», а также изготовленные в опытных экземплярах и проходившие испытания станцию радиотехнической разведки и помех ПР-1 и аппаратуру помех «Натрий». На разведчике намечали монтировать серийные дневные фотоаппараты АФА-33 и ночные НАФА-6, в дальнейшем предполагалось перейти на новые высотные фотокамеры АФА-40.

Проектирование разведчика Ту-16Р и аппаратуры для него шло практически параллельно. 24 июня 1953 г вышел приказ МАП, требовавший изучить возможность установки аппаратуры ПР-1 и «Натрий» на Ту-16. Проведя предварительные проработки, ОКБ-156 посчитало целесообразным размещение её не на бомбардировщике, а на разведчике Ту-16Р. Предложение было рассмотрено и принято. 23 июня 1954 г. вышло постановление Совета Министров о создании разведчика Ту-16Р с двумя модернизированными двигателями АМ-3М-200 (РД-3М) с дальностью полёта 6000-6200 км. РД-3М имел максимальную взлётную тягу 9500 кг при номинальной 7650 кг. ВВС должны были передать в июле 1954 г для переделки один серийный Ту-16 и предоставить необходимое радиотехническое и фотооборудование. Срок передачи опытного образца разведчика на государственные испытания был определён мартом 1955 г. К концу 1954 г подготовили эскизный проект Ту-16Р, получившего в ОКБ обозначение «самолёт 92». Проект утвердили 23 ноября 1954 г. «Самолёт 92» проектировался в двух вариантах: дневного разведчика Ту-16Р и ночного Ту-16РН.

Поскольку ранние образцы разведывательной и создающей радиотехнические помехи аппаратуры были неавтоматизированы, то для их обслуживания требовался специальный оператор — седьмой член экипажа. На Ту-16Р его намеревались разместить в грузоотсеке фюзеляжа в дополнительной герметизированной кабине по типу той, что стояла на ракетоносце Ту-16КС. В дополнительной кабине устанавливались катапультное кресло, часть аппаратуры ПР-1 или «Натрий» и оборудование для обеспечения нормальных условий работы оператора и блоков радиоаппаратуры. Антенны аппаратуры ПР-1 или «Натрий» устанавливались в обтекателях над и под кабиной, а также в радиопрозрачных блистерах под фюзеляжем за ней и под центропланом. Предусматривалась установка под крылом на пилонах контейнеров с аппаратурой радиотехнической разведки «Ромб-1». Над обтекателем РЛС «Аргон» в хвостовой части устанавливалась антенна системы оповещения об облучении «Сирена-2».

В качестве разведывательной аппаратуры на самолёте Ту-16Р использовалась штатная РЛС «Рубидий ММ-2», снабжённая приставкой ФАРЛ-1 для фотосъёмки радиолокационного изображения с индикатора РЛС. Для дневного разведчика предусматривался комплект из семи фотокамер. В грузоотсеке намеревались устанавливать четыре фотоаппарата АФА-33/75 или АФА-33/100 на качающейся установке АКАФУ. Вместо штатного аппарата АФА-33/75, стоявшего на Ту-16 для попутной разведки, на Ту-16Р монтировался АФА-33/20 для дневной плановой съёмки. Позади передней гермокабины устанавливался фотоаппарат АФА-33/75 для перспективной съёмки в левую сторону по полёту. Створки бомбоотсека заменялись на новые с фотолюками. Аналогичный фотолюк для АФА-33/75 сделали с левой стороны передней части фюзеляжа перед воздухозаборником.

Ночной вариант Ту-16РН отличался от дневного комплектацией. С самолёта снимались все семь дневных аппаратов АФА-33/75 и АФА-33/20 и в грузоотсеке перед кабиной спецоператора устанавливались два ночных аппарата НАФА-6/50, а перед ними — четыре кассеты для 16 осветительных бомб САБ-100/75, ФОТАБ-100-80 или ФОТАБ-250-215АМ.

В обоих вариантах было предусмотрено вместо станций ПР-1 или «Натрий» при снятой кабине оператора устанавливать аппаратуру пассивных помех «Автомат-1» (АСО-16). По системам и оборудованию Ту-16Р и Ту-16РН в основном соответствовали самолёту Ту-16. Их лётные данные также должны были отличаться не намного.
Для переделки в разведчик выделили серийный Ту-16 производства завода №1. Переоборудование этого самолёта, получившего обозначение Ту-16Р-1, производилось на заводе №22 с помощью казанского филиала ОКБ-156. Его закончили 14 февраля 1955 г Машина, переданная на заводские испытания, по комплектации разведывательного оборудования несколько отличалась от эскизного проекта. На ней имелись один аппарат АФА-33/20М для плановой съёмки, два АФА-33/75М — для перспективной, два аппарата АФА-33/100М и два АФА-33/75М — для маршрутной съёмки; вместо предполагавшейся специальной радиотехнической аппаратуры устанавливалась только помеховая станция СПС-1.

В таком виде Ту-16Р-1 начал проходить заводские испытания 30 ноября 1955 г, а к середине мая 1956 г они были закончены. Всего на этом этапе самолёт выполнил 16 полётов общей продолжительностью 26 ч 16 мин. По ходу он подвергался доработке: установили аппаратуру СРС-3 («Ромб-1») и СРС-1АГ. В связи с задержкой заводских испытаний и неготовностью некоторых элементов разведывательного комплекса сроки государственных испытаний сдвинули на 2-й квартал 1956 г Они проходили с 19 июня по 17 августа. Ту-16Р-1 был предъявлен со станцией СРС-1АГ, установкой для четырёх фотоаппаратов АФА-33М/75 и АФА-33М/100, двух НАФА-6/50 и двух АФА-33М-75. Аппаратуры «Ромб-1» первоначально не было, монтировались только кронштейны для крепления пилонов. Ее установили уже в ГК НИИ ВВС.

На госиспытаниях выполнили 27 полётов общей продолжительностью 97 ч. Ту-16Р-1 летал в ночном варианте с бомбами ФОТАБ-250-215АМ, ФОТАБ-100-80 и САБ-250-180МФ. Были проверены возможности загрузки Ту-16Р в варианте бомбардировщика при снятых из грузоотсека фотоустановках. При этом бомбовая нагрузка была следующая: 14 х ФАБ-250М-50, или 10 х ФАБ-500М-50, или 2 х ФАБ-1500М-50. Бомбометание производилось, как и на бомбардировщике, по прицелу ОПБ-11р или синхронно связанным РБП-4 и ОПБ-11р. На основании результатов испытаний приняли решение о серийном производстве Ту-16Р и принятии его на вооружение. Постановлением Совета Министров от 3 декабря 1956 г заводу №1 предписывалось в 1957 г выпустить 44 разведчика Ту-16Р с фотоаппаратами АФА-34-ЛК/100 и НАФА-МК/75.

Ещё раньше, 11 июня, вышло постановление Совета Министров, требовавшее оборудовать Ту-16Р двумя аппаратами АФА-40 для разведки малоразмерных объектов с больших высот, при одновременной установке на нём двух фотоаппаратов АФА-33М/20 и одного АФА-37 для широкополосного фотографирования. Такой самолёт должен был быть представлен на контрольные испытания в январе 1957 г. Перечисленной выше фототехникой оснастили Ту-16Р-1, получивший новое обозначение Ту-16Р-2. Самолёт повторно переделывался на заводе №22 с ноября 1956 г, сразу же после возвращения с госиспытаний. В этом же месяце комиссии представили макет с новым оборудованием. Летом 1957 г работы были закончены, 16 августа разведчик перелетел в ГК НИИ ВВС на аэродром Чкаловское под Москвой. В течение года шли всевозможные доводки и доработки, и только 20 августа 1958 г начались испытания, продолжавшиеся до 23 февраля 1959 г Но самолёт с новым составом оборудования к серийной постройке принят не был из-за недоведённости комплекса разведывательных средств.

Ту-16Р-1 стал прототипом серийного разведчика Ту-16Р который должен был оснащаться разведывательной радиотехнической аппаратурой СРС-1АГ (детальной разведки), СРС-3 (общей разведки) и помеховой аппаратурой — СПС-1 и СПС-2. Завод №1 выпустил в 1956 г пять самолётов Ту-16РП с СРС-3, но без СРС-1; в 1957 г построили 44 самолёта Ту-16Р, в 1958 г — ещё 26 машин с различной комплектацией радиоразведывательного оборудования. Из общего количества в 70 Ту-16Р военные получили самолёты с СРС-1 (диапазонов А, Б, В) плюс СРС-6 — 18 машин; СРС-1 (диапазонов Г Д) плюс СРС-3 — 18; СРС-1 (диапазонов Г Д) — 34 экземпляра. В дальнейшем пять самолётов с СРС-3 дооборудовали СРС-1. Разведчики с СРС-1 несли в грузоотсеке блоки (до трёх штук) пассивных помех АСО-16 и АСО-2Б («Автомат-1» и «Автомат-2»).

За время многолетней эксплуатации состав и типы использовавшихся на Ту-16Р фотоаппаратов менялись. Первоначально на самолётах стояли АФА-33/100М, АФА-33/75М, АФА-33/20М или НАФА-МК-75. В 1960-е гг начали устанавливать новейшие фотоаппараты АФА-42/75, применявшиеся на сверхзвуковых разведчиках Ту-22Р. В ограниченных количествах на Ту-16Р вместо АФА-33/100М монтировали АФА-34ЛК/100 в плановой установке. Часть самолётов выпускались со смешанным оборудованием: комплект фотооборудования и аппаратура радиотехнической разведки СРС-1, с кабиной оператора и обтекателями антенн радиоразведывательной системы под фюзеляжем. Самолёты без СРС-3 именовались Ту-16Р («заказ 214»), с СРС-3 — Ту-16РП («заказ 261»).

В начале 1960-х гг. Ту-16Р рассматривались как скоростные дальние разведчики, предназначавшиеся для ведения разведки в оперативной глубине противника на сухопутных и морских театрах военных действий. В эксплуатации они имели четыре варианта сменнога фотооборудования, аппаратуру радиолокационной разведки СРС-1 и СРС-3, аппаратуру радиотехнической разведки и РЛС РБП-4. По мере развития средств радиотехнической разведки самолёты Ту-16Р и Ту-16РП неоднократно переоснащались новыми системами. Устанавливалась новая аппаратура РЭП — СПС-5 (СПС-5М), СПС-100 (модификаций А и М), СПС-6, СПС-63, СПС-66, а в конце 1970-х — аппаратура из комплекта «Сирень» (СПС-151, СПС-152 и СПС-153). В то же время СРС-1 заменили на СРС-4 «Квадрат-4», СРС-3 «Ромб-1» — на «Ромб-4А». Начиная с 1960 г часть самолётов Ту-16Р и Ту-16РП переоборудовали под установку РЛС «Рубин-1» и навигационной системы «Ветер-2». Небольшое количество Ту-16Р оснастили РЛС «Люстра». В конце 1970-х гг Ту-16Р оборудовали аппаратурой А-326 «Роговица» и СПО-15 «Берёза».

В начале 1970-х гг несколько Ту-16Р(ЗА) переоборудовали в самолёты, предназначенные для отбора проб радиоактивных продуктов из атмосферы. Эти машины числились как «заказ 2694». Проектирование проводилось в соответствии с постановлением Совета Министров от 22 ноября 1967 г. В октябре — ноябре 1969 г переоборудовали первый самолёт Ту-16Р(ЗА). Под крылом на специальных пилонах разместили две фильтрогондолы РР8311-100. В фюзеляже разместили дозиметр. Щиток управления фильтрогондолами устанавливался на рабочем месте штурмана по левому борту. С декабря 1969 г по январь 1970 г этот самолёт прошёл специальные испытания с целью оценки работы нового оборудования. Провели три полёта общей продолжительностью 9 ч 45 мин. В них проверили устойчивость и управляемость машины с подвешенными фильтрогондолами и надёжность крепления гондол на пилонах, работоспособность дополнительного оборудования в условиях полёта. Кроме того, оценили возможности по отбору радиоактивных продуктов из атмосферы. Один полёт выполнили с грунтовой ВПП. После испытаний аналогичным образом переоборудовали восемь Ту-16Р. Они активно использовались для контроля за китайскими наземными ядерными испытаниями, а также за радиационной обстановкой на больших высотах после советских подземных ядерных испытаний.

В начале 1960-х гг. авиация ВМФ силами своих проектных организаций и ремонтных предприятий, по согласованию с ОКБ А.Н. Туполева, осуществила переделку самолётов Ту-16 и Ту-16К-10 в разведчики, которые получили в эксплуатации обозначение Ту-16РМ («М» — морской). Они оборудовались фотоаппаратами АФА-42/75 в перспективной установке и АФА-33/20М — в плановой. Кроме того, машины оснащались радиотехнической разведывательной и помеховой аппаратурой СРС-1, СПС-1 и СПС-2. В разведчики переделали 12 Ту-16К-10, переименованных в Ту-16РМ-1, и 11 Ту-16 (в Ту-16РМ-2).

Тактико-технические характеристики Ту-16Р
Экипаж, чел   7
Размах крыльев, м   32.99
Длина, м   34.80
Высота, м   10.36
Площадь крыла, м2   164.65
Масса, кг   
- пустого самолета   37730
- нормальная взлетная   72000
- максимальная взлетная   79000
Топливо, кг   36000
Тип двигателя   2 ТРД РД-3М
Тяга, кгс   2 х 9500
Скорость, км/ч   
- максимальная   992
- крейсерская   780
Перегоночная дальность, км   5000
Дальность полета, км   4800
Боевой радиус действия, км   2500
Практический потолок, м   14500
Вооружение:   семь 23-мм пушки АМ-23 ( три спаренные башенные установки с дистанционным управлением и одна неподвижная пушка в носовой части).
Боевая нагрузка - 9000 кг в отсеке оружия
Бомбы до ФАБ-9000