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1940年代后半期，對(duì)世界主要航空強(qiáng)國(guó)而言，最重要的任務(wù)之一便是研發(fā)新一代的轟炸機(jī)：遠(yuǎn)程噴氣式和渦輪螺旋槳飛機(jī)。這些新型轟炸機(jī)不僅要具備接近音速的巡航能力，還必須在載彈量和航程方面不遜于B-29及其蘇聯(lián)仿制型號(hào)圖-4。
1940年代后半期，對(duì)世界主要航空強(qiáng)國(guó)而言，最重要的任務(wù)之一便是研發(fā)新一代的轟炸機(jī)：遠(yuǎn)程噴氣式和渦輪螺旋槳飛機(jī)。這些新型轟炸機(jī)不僅要具備接近音速的巡航能力，還必須在載彈量和航程方面不遜于B-29及其蘇聯(lián)仿制型號(hào)圖-4。 新技術(shù)的出現(xiàn)，不僅是航空工業(yè)整體進(jìn)步和未來(lái)發(fā)展前景的體現(xiàn)，也源于戰(zhàn)斗機(jī)力量的大幅增強(qiáng)，尤其是噴氣式飛機(jī)的問(wèn)世，其速度可達(dá)約1000公里/小時(shí)；與此同時(shí)，防空系統(tǒng)和雷達(dá)探測(cè)能力也得到了顯著提升。核武器的重要性更是日益突出，即便只有少數(shù)轟炸機(jī)成功突破防線并抵達(dá)目標(biāo)，也將對(duì)敵方構(gòu)成極大威脅。
對(duì)于蘇聯(lián)來(lái)說(shuō)，研發(fā)一款具備攜帶核武器、射程達(dá)到3000公里的遠(yuǎn)程噴氣式轟炸機(jī)，是一項(xiàng)首要任務(wù)。這種飛機(jī)被視為有效的威懾工具，可對(duì)美國(guó)在歐洲和亞洲的軍事基地、北約國(guó)家的關(guān)鍵政治、經(jīng)濟(jì)與軍事中心進(jìn)行打擊，還能遏制航母戰(zhàn)斗群的行動(dòng)，甚至干擾從美國(guó)出發(fā)的跨大西洋運(yùn)輸，而這些運(yùn)輸對(duì)于盟軍持續(xù)參與對(duì)蘇戰(zhàn)爭(zhēng)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。 根據(jù)蘇聯(lián)指揮層的設(shè)想，新型轟炸機(jī)應(yīng)在1950年代初期取代遠(yuǎn)程航空兵現(xiàn)役但已過(guò)時(shí)的圖-4。到1940年代末，戰(zhàn)后PVO（防空）系統(tǒng)的進(jìn)步已顯著提升，使得轟炸機(jī)突破能力較1944-1945年間大為削弱，這一點(diǎn)很快得到了證實(shí)：1951-1953年朝鮮戰(zhàn)場(chǎng)上，美軍B-29重型螺旋槳轟炸機(jī)與蘇聯(lián)MiG-15噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)的空戰(zhàn)表明，螺旋槳遠(yuǎn)程轟炸機(jī)的時(shí)代已經(jīng)結(jié)束，未來(lái)屬于噴氣式和渦輪螺旋槳飛機(jī)。
然而，制造此類新型飛機(jī)也面臨諸多挑戰(zhàn)，尤其是近音速飛行條件下的空氣動(dòng)力學(xué)尚不成熟。其中一個(gè)關(guān)鍵難題，是如何將后掠翼技術(shù)引入重型飛機(jī)設(shè)計(jì)中。 圖波列夫設(shè)計(jì)局（OKB A.N. Tupolev）最早開(kāi)始研制具備后掠翼的轟炸機(jī)。其首個(gè)嘗試是“82號(hào)工程”（изделие 82）項(xiàng)目，計(jì)劃搭載兩臺(tái)推力分別為2270公斤的RD-45F或2700公斤的VK-1渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)。“82號(hào)工程”的設(shè)計(jì)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)接近音速（約0.9–0.95馬赫）的飛行速度。該項(xiàng)目以“73號(hào)工程”（即圖-14原型機(jī)，直翼噴氣式轟炸機(jī)）為基礎(chǔ)，但做出了諸多改進(jìn)：采用后掠翼設(shè)計(jì)，將機(jī)組人數(shù)減少至三人，并使用兩臺(tái)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。取消第三臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)后，機(jī)體結(jié)構(gòu)得以優(yōu)化，尾部得以安裝機(jī)槍炮塔。該尾部炮塔裝備有兩門(mén)速射炮，提供了足夠的自衛(wèi)能力，因此取消了機(jī)身上方和下方的防御炮塔，從而減輕了整機(jī)重量。新型飛機(jī)更加緊湊，起飛重量減至13.5噸。該項(xiàng)目的初步草圖設(shè)計(jì)于1948年春完成。
1948年6月，蘇聯(lián)部長(zhǎng)會(huì)議頒布決議，批準(zhǔn)研制一種新型飛機(jī)，該機(jī)被命名為圖-22。其機(jī)翼結(jié)構(gòu)采用雙梁設(shè)計(jì)，配有厚實(shí)的承力蒙皮，由加強(qiáng)筋加固，形成一個(gè)堅(jiān)固的盒狀結(jié)構(gòu)，能夠承受飛行中產(chǎn)生的各種載荷。為了改善著陸性能，機(jī)翼還安裝了襟副翼。尾翼的結(jié)構(gòu)與機(jī)翼相似，但后掠角更大，達(dá)到了40°。機(jī)身內(nèi)設(shè)有兩間密封座艙：前艙為飛行員和領(lǐng)航員使用，后艙為射手使用。飛機(jī)的操縱通過(guò)硬連接操縱桿和可反向作動(dòng)的液壓助力器實(shí)現(xiàn)。機(jī)身上還安裝了空氣剎車板。 該機(jī)最初配備的是RD-45F噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，后來(lái)被更強(qiáng)勁的VK-1發(fā)動(dòng)機(jī)所取代。由于兩種發(fā)動(dòng)機(jī)在尺寸和安裝接口上可互換，因此更換發(fā)動(dòng)機(jī)不需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)艙進(jìn)行重大改動(dòng)，僅需更換發(fā)動(dòng)機(jī)整流罩的前部。燃油儲(chǔ)存在16個(gè)軟式油箱中，這些油箱分布在機(jī)翼盒段和機(jī)身內(nèi)，靠近重心位置。總?cè)加腿萘繛?495升。除了武器系統(tǒng)外，飛機(jī)還配備了一臺(tái)AFA-BA/40型航空照相機(jī)，該相機(jī)以10°傾角安裝，用于地形拍攝、順便偵察和戰(zhàn)果記錄。
盡管該機(jī)原本是作為實(shí)驗(yàn)機(jī)研制的，但它配備了這一類型飛機(jī)所需的全部標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。地面通信通過(guò)RSB-ЗбисАД無(wú)線電臺(tái)實(shí)現(xiàn)，機(jī)間通信使用12PCУ-10電臺(tái)。設(shè)備還包括“巴里”識(shí)別應(yīng)答器系統(tǒng)，以及標(biāo)準(zhǔn)的飛行和導(dǎo)航設(shè)備。飛機(jī)是一種完整的轟炸機(jī)，配有與圖-14類似的作戰(zhàn)設(shè)備，能攜帶多種口徑的炸彈，總載彈量達(dá)3噸，包括3000公斤級(jí)的重型炸彈。尾部炮塔安裝了兩門(mén)G-23或НР-23機(jī)炮，每門(mén)配備200發(fā)彈藥。
機(jī)頭右側(cè)還安裝了一門(mén)固定的НР-23機(jī)炮，彈藥為100發(fā)，用于向前射擊，射擊由飛行員操控，并配備ASP-3自動(dòng)瞄準(zhǔn)具，尾部炮塔則裝備ASP-5П瞄準(zhǔn)具。機(jī)組成員的座艙均有裝甲防護(hù)，能抵御來(lái)自后方戰(zhàn)斗機(jī)的火力和下方高射炮彈片。所有成員的座椅都配有12毫米厚的鋼制靠背裝甲和8毫米厚的硬鋁底部裝甲；飛行員座艙的前風(fēng)擋玻璃為65毫米厚的透明裝甲。所有成員的座椅都為彈射座椅。 飛機(jī)的研制工作進(jìn)展迅速。第一架原型機(jī)的制造工作于1948年7月開(kāi)始。從項(xiàng)目設(shè)計(jì)啟動(dòng)到采用RD-45F發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)制造完成，歷時(shí)僅一年，到1949年2月中旬即告完工。1949年3月24日，新機(jī)完成了首次試飛。在工廠測(cè)試期間，其各項(xiàng)主要性能指標(biāo)均得到了驗(yàn)證：最大飛行速度931公里/小時(shí)，最大飛行高度11000米，航程2395公里。飛機(jī)上升至5000米高度僅需5.8分鐘，這一表現(xiàn)是圖-4的三倍。配備同款發(fā)動(dòng)機(jī)、具備相當(dāng)載彈能力的量產(chǎn)型轟炸機(jī)伊爾-28（即“82號(hào)機(jī)”）在最大速度上比圖-22高出100公里/小時(shí)，爬升率也優(yōu)出22%，但起降性能稍遜一籌，其滑跑距離更長(zhǎng)。兩者的航程大致相同。
盡管“82號(hào)飛機(jī)”在設(shè)計(jì)上具有創(chuàng)新性（應(yīng)當(dāng)指出，為重型飛機(jī)設(shè)計(jì)后掠翼在蘇聯(lián)尚屬首次），但在試飛過(guò)程中并未出現(xiàn)需要對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行重大修改的情況。相反，該機(jī)的設(shè)計(jì)已經(jīng)為批量生產(chǎn)做好了準(zhǔn)備。“82號(hào)”在一次飛行中表現(xiàn)出了其優(yōu)良性能：飛機(jī)在低空飛行時(shí)進(jìn)入強(qiáng)烈湍流區(qū)域，導(dǎo)致一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)受損，幾乎從發(fā)動(dòng)機(jī)吊艙上脫落。然而，飛行員依靠剩余的一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)安全返回機(jī)場(chǎng)，并成功著陸。 “82號(hào)飛機(jī)”的歷史卻非常短暫：試飛計(jì)劃完成后，該機(jī)被封存，其戰(zhàn)斗型的研發(fā)也隨即中止。這款戰(zhàn)斗型飛機(jī)被稱為“83號(hào)飛機(jī)”，是“82號(hào)”的加大版，機(jī)身加長(zhǎng)，配備了上方的雙管炮塔和PSBN雷達(dá)轟炸瞄準(zhǔn)具。為了操作該設(shè)備，機(jī)組中增設(shè)了一名無(wú)線電操作員兼炮手。另一種可選裝備是“Rym-S”無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)，用于在能見(jiàn)度低的全天候條件下引導(dǎo)飛機(jī)投彈。
所有與該轟炸機(jī)相關(guān)的研發(fā)工作在1949年底被終止，因?yàn)樘K聯(lián)空軍對(duì)剛剛投產(chǎn)的大批量生產(chǎn)型伊爾-28轟炸機(jī)已經(jīng)非常滿意，對(duì)于這款性能變化不大的新機(jī)并未表現(xiàn)出特別興趣。然而，“82號(hào)飛機(jī)”的試飛工作積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，為日后圖-16轟炸機(jī)的成功奠定了基礎(chǔ)。值得強(qiáng)調(diào)的是，這是蘇聯(lián)首款采用噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和后掠翼的大型飛機(jī)，使得科研人員能在實(shí)際飛行中研究后掠翼在900公里/小時(shí)以上高速下的飛行特性。“82號(hào)”順利通過(guò)了工廠試飛階段，屬于前線噴氣式轟炸機(jī)的范疇，且在很多方面是圖波列夫設(shè)計(jì)局此前“73號(hào)”和“78號(hào)”同類項(xiàng)目的延續(xù)。 其后的一個(gè)項(xiàng)目被命名為“486號(hào)飛機(jī)”，設(shè)計(jì)為“中等重量級(jí)”的轟炸機(jī)，航程達(dá)到4000公里。該項(xiàng)目同樣以“73號(hào)飛機(jī)”為基礎(chǔ)，計(jì)劃采用后掠翼以及兩臺(tái)推力更大的新型噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。計(jì)算表明，為實(shí)現(xiàn)令人滿意的飛行性能，飛機(jī)必須具備比以前高出一倍的推力功率。所預(yù)期采用的動(dòng)力裝置為由發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)局OKB-300開(kāi)發(fā)的AM-TKRD-02（AM-02）發(fā)動(dòng)機(jī)，其總靜推力為9560公斤力，幾乎是“73號(hào)飛機(jī)”三臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)總推力5600公斤力的兩倍。需要指出的是，選擇采用后掠翼的決定正是建立在這種高推重比的基礎(chǔ)上，因傳統(tǒng)的直翼已無(wú)法有效發(fā)揮其潛力，飛機(jī)飛行性能已接近臨界馬赫數(shù)。
對(duì)初步方案的分析表明，飛機(jī)的重量不可避免地會(huì)增加。這主要是由于強(qiáng)力發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)燃料的消耗顯著提高，為達(dá)到所需航程，需攜帶10至12噸的燃油；同時(shí)，為適應(yīng)高速飛行對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的更高要求，機(jī)體結(jié)構(gòu)也必須加強(qiáng)。設(shè)計(jì)目標(biāo)為最大飛行速度達(dá)到1020公里/小時(shí)，攜帶1噸炸彈時(shí)的航程為3500至4000公里，而更重機(jī)體的預(yù)計(jì)起飛滑跑距離為1700米。空機(jī)重量預(yù)計(jì)為18.5噸，最大超載起飛重量為31.5噸。 該項(xiàng)目可被視為一種“混合體”：使用“73號(hào)飛機(jī)”的現(xiàn)有機(jī)身，結(jié)合新設(shè)計(jì)的機(jī)翼與尾部結(jié)構(gòu)。“486號(hào)飛機(jī)”的機(jī)翼在總體設(shè)計(jì)上延續(xù)了“82號(hào)飛機(jī)”的構(gòu)型，保持35°的后掠角，但為了改善性能，將展弦比提高至8.15。飛機(jī)的整體尺寸增大，隨之而來(lái)的是尾翼面積的增加，以及起落架的強(qiáng)化，前起落架采用雙輪設(shè)計(jì)。防御武器包括一門(mén)固定安裝的НР-23機(jī)炮（向前射擊，備彈180發(fā)），一座配備雙管Г-20機(jī)炮的尾部炮塔，以及上下兩個(gè)安裝同型號(hào)雙聯(lián)炮的炮塔，總備彈量為1200發(fā)。炸彈可根據(jù)任務(wù)攜帶不同口徑，包括最大重量達(dá)3噸的重型炸彈。 “486號(hào)飛機(jī)”的工作最終在初步設(shè)計(jì)階段被叫停。設(shè)計(jì)人員意識(shí)到，把現(xiàn)代化的新型機(jī)翼與舊型號(hào)的機(jī)體結(jié)構(gòu)混搭的方案并無(wú)前景。因此，在1949年初，新的遠(yuǎn)程轟炸機(jī)項(xiàng)目以“86號(hào)飛機(jī)”為代號(hào)正式啟動(dòng)。這一新項(xiàng)目的設(shè)計(jì)理念發(fā)生了重大變化。最初曾考慮將帶有直翼的圖-14進(jìn)行改進(jìn)，并配備AM-02發(fā)動(dòng)機(jī)。然而在中央空氣流體動(dòng)力研究院（ЦАГИ）的風(fēng)洞試驗(yàn)后，這一方案被放棄，轉(zhuǎn)而采用更具潛力的后掠翼布局。隨著設(shè)計(jì)推進(jìn)，新飛機(jī)與最初的原型日益拉開(kāi)距離。最初設(shè)想的空機(jī)重量為21.7噸，最大起飛重量為36.0噸。燃油儲(chǔ)備增加至17.2噸，最大炸彈載荷提升至6000公斤，而標(biāo)準(zhǔn)載荷則翻了一番，達(dá)到2000公斤。預(yù)計(jì)最大飛行速度為980公里/小時(shí)，飛行升限為13400米，在攜帶2噸炸彈時(shí)的航程為4000公里。
新飛機(jī)在尺寸上超越了前一型號(hào)，其機(jī)身直徑和長(zhǎng)度都有所增加，炸彈艙也被加寬。一個(gè)顯著特征是采用了內(nèi)嵌式駕駛艙，取代了原先突出的水滴形座艙蓋。這一設(shè)計(jì)旨在降低迎風(fēng)阻力，同時(shí)滿足布局需求：為提升航程，機(jī)組成員增加了第二名飛行員。唯一突出的部分是機(jī)身后方的射手-無(wú)線電員的透明罩，他負(fù)責(zé)操控安裝在機(jī)身上方的一對(duì)НР-23機(jī)炮。此外，機(jī)尾炮塔也安裝了一對(duì)同口徑機(jī)炮，機(jī)頭則裝有一門(mén)固定炮用于前向射擊。
與此同時(shí)，關(guān)于新型飛機(jī)——一種起飛重量約為40噸的雙發(fā)噴氣式轟炸機(jī)——的后掠翼最優(yōu)參數(shù)研究仍在繼續(xù)。OKБ-156設(shè)計(jì)局的空氣動(dòng)力學(xué)專家提交了一份報(bào)告，題為《關(guān)于機(jī)翼面積與展弦比對(duì)帶后掠翼飛機(jī)飛行性能影響的研究》。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，若將機(jī)翼展弦比提升至10、面積擴(kuò)大至100平方米，則可以有效提高原始方案的航程。因此，決定對(duì)“86號(hào)飛機(jī)”的原始設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整，包括增大翼展與翼面積、延長(zhǎng)機(jī)身長(zhǎng)度并提升燃油儲(chǔ)備。 根據(jù)新的設(shè)計(jì)方案，在攜帶2噸炸彈的情況下，航程增加至4750公里，而其余性能參數(shù)保持不變。與此同時(shí)，機(jī)頭也改為略微尖銳的形狀，機(jī)身內(nèi)部增加了更多燃油箱。若說(shuō)在早期方案中還難以看出未來(lái)圖-16的輪廓，那么在這一新版本中，整體布局和機(jī)身外形已開(kāi)始明顯接近這款遠(yuǎn)程轟炸機(jī)的最終形態(tài)。而對(duì)于座艙、武器系統(tǒng)以及設(shè)備的細(xì)致設(shè)計(jì)，也在后來(lái)被幾乎原樣采用于圖-16的結(jié)構(gòu)中。
然而，最終的結(jié)論并不令人振奮：在既定的技術(shù)要求下，根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)預(yù)定的尺寸指標(biāo)。設(shè)計(jì)實(shí)踐有其自身的規(guī)律——當(dāng)時(shí)可用的渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)（ТРД）燃油消耗量極高，而為了達(dá)到所期望的飛行速度，燃料消耗則會(huì)進(jìn)一步大幅增加。按照設(shè)計(jì)，所用的АМ-02渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)在巡航飛行狀態(tài)下每小時(shí)燃料消耗將近8噸，為了滿足目標(biāo)航程，燃油儲(chǔ)備必須達(dá)到數(shù)十噸。為了滿足這些條件，飛機(jī)的尺寸和重量必須增加，而重量增加后的轟炸機(jī)則又需要推力大1.5到2倍的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。最終，這一版本的“86號(hào)飛機(jī)”在處于初步設(shè)計(jì)階段時(shí)便被終止。 另一個(gè)棘手的問(wèn)題是當(dāng)時(shí)缺乏具有足夠推力、運(yùn)行可靠的發(fā)動(dòng)機(jī)。在那一時(shí)期，在所需功率等級(jí)內(nèi)最具現(xiàn)實(shí)性的發(fā)動(dòng)機(jī)是由米庫(kù)林（ОКБ-300）和柳爾卡（ОКБ-165）設(shè)計(jì)局開(kāi)發(fā)的渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)，但它們的性能和可靠性尚未達(dá)到要求。ОКБ-300所研制的АМ-02發(fā)動(dòng)機(jī)，成為典型的“第一次嘗試”，存在眾多問(wèn)題。米庫(kù)林一開(kāi)始就設(shè)定了很高的目標(biāo)，力圖研制出一款在當(dāng)時(shí)屬于超大推力級(jí)別的發(fā)動(dòng)機(jī)（要知道，當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)最大功率的量產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)ВК-1的最大推力僅為2700公斤力）。 作為當(dāng)時(shí)最有經(jīng)驗(yàn)且最具天賦的航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)師之一，米庫(kù)林不僅技術(shù)高超，還具備出色的組織能力，對(duì)人才有敏銳的識(shí)別力。他的得力助手是著名的發(fā)動(dòng)機(jī)理論家與計(jì)算專家——斯捷奇金，他在熱力學(xué)、氣體動(dòng)力學(xué)以及強(qiáng)度問(wèn)題方面具有深厚造詣。這位優(yōu)秀工程師與理論專家的組合，帶來(lái)了極具成果的合作。 АМ-ТРД-02發(fā)動(dòng)機(jī)是一種渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，采用九級(jí)軸流式壓氣機(jī)，其壓縮比為5，進(jìn)氣量為每秒75公斤。燃燒室為管狀-環(huán)狀逆流結(jié)構(gòu)，旨在減輕重量和尺寸，并配備單級(jí)渦輪。該發(fā)動(dòng)機(jī)的最大推力為4250公斤力，額定推力為3850公斤力，額定狀態(tài)下的單位耗油率不超過(guò)1.02公斤/公斤力·小時(shí)。 作為替代方案，還考慮了ОКБ-165正在研發(fā)的ТР-3發(fā)動(dòng)機(jī)，其最大推力為4500公斤力。柳爾卡是蘇聯(lián)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)領(lǐng)域的先驅(qū)，早在戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)前便提交了自己的首批渦噴設(shè)計(jì)。戰(zhàn)后，他的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在航空工業(yè)人民委員部的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)專門(mén)研究所中繼續(xù)開(kāi)展工作，并于1948年組建了新的ОКБ-165設(shè)計(jì)局。他所研發(fā)的ТР-3（后稱АЛ-3）具有先進(jìn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，但由于創(chuàng)新點(diǎn)較多，該發(fā)動(dòng)機(jī)在可靠性方面存在嚴(yán)重問(wèn)題，初期壽命僅為50小時(shí)。后來(lái)，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，開(kāi)發(fā)出ТР-3А（后稱АЛ-5）型，推力達(dá)5000公斤力。該發(fā)動(dòng)機(jī)采用七級(jí)軸流壓氣機(jī)、24個(gè)旋流燃燒器的環(huán)狀燃燒室、單級(jí)渦輪及剛性錐形噴口。該型號(hào)的成熟度已經(jīng)足夠，具備批量生產(chǎn)的前景。 正是基于這些具備發(fā)展前景的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，開(kāi)始了新型轟炸機(jī)的設(shè)計(jì)工作，這一型號(hào)被命名為“87號(hào)飛機(jī)”。除動(dòng)力系統(tǒng)改動(dòng)外，該項(xiàng)目與前一版本基本相同。該機(jī)的草圖設(shè)計(jì)于1949年7月完成，但后續(xù)也沒(méi)有繼續(xù)推進(jìn)。 另一個(gè)方案是由孔多爾斯基領(lǐng)導(dǎo)的小組提出的“491號(hào)飛機(jī)”。這架飛機(jī)是“86號(hào)飛機(jī)”的一個(gè)改進(jìn)版本，目的是實(shí)現(xiàn)更高的飛行速度，而АМ-02或ТР-3的推力則足以應(yīng)對(duì)這一需求。與之前的方案不同，“491號(hào)飛機(jī)”的機(jī)翼后掠角被增加到45°，但其余方面并無(wú)重大變化。該機(jī)設(shè)計(jì)的最大飛行速度為1085公里/小時(shí)，在攜帶2000公斤炸彈的情況下，航程為5000公里。然而，該方案也在技術(shù)建議階段被終止，原因是對(duì)于后掠角超過(guò)37°的機(jī)翼研究尚不充分。一直秉持“健康保守主義”的圖波列夫沒(méi)有為了增加幾十公里/小時(shí)的速度冒險(xiǎn)推進(jìn)這個(gè)項(xiàng)目。他決定將這種設(shè)計(jì)方向暫時(shí)擱置，等待將來(lái)在實(shí)現(xiàn)轟炸機(jī)超音速飛行的需求出現(xiàn)時(shí)再作考慮。現(xiàn)階段，仍優(yōu)先采用那種“手中之鳥(niǎo)”——也就是氣動(dòng)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)工藝都已相當(dāng)成熟的35°后掠翼。
1949年秋季，空軍發(fā)布了關(guān)于新型遠(yuǎn)程噴氣式轟炸機(jī)的正式訂單，要求采用由OKB阿爾希普·米哈伊洛維奇·留里卡（Архи?п Миха?йлович Лю?лька）設(shè)計(jì)的兩臺(tái)AL-5渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，起飛推力為5000公斤力。根據(jù)這一決議，新的轟炸機(jī)開(kāi)發(fā)任務(wù)被交給了OKB-240，由S.V. 伊柳申領(lǐng)導(dǎo)。作出這一決定的主要原因是前線轟炸機(jī)伊爾-28的成功以及它在非正式競(jìng)爭(zhēng)中戰(zhàn)勝了圖波列夫的圖-14。考慮到項(xiàng)目的時(shí)間緊迫，且OKB-240在帶有后掠翼的重型飛行器飛行調(diào)試和試驗(yàn)方面缺乏經(jīng)驗(yàn)（OKB-240開(kāi)發(fā)的類似翼型轟炸機(jī)伊爾-30僅完成了幾次跑道滑行），S.V. 伊柳申做出了合理的決策，決定制造兩架實(shí)驗(yàn)機(jī)。一架是伊爾-46，采用直翼，基本上沿用了伊爾-28的設(shè)計(jì)，另一架是伊爾-46с，裝備了后掠翼。
直翼型的伊爾-46在1952年春季完成了飛行試驗(yàn)，順利通過(guò)了工廠試驗(yàn)，并進(jìn)入了國(guó)家試飛階段，證明了其飛行技術(shù)特性符合要求。伊柳申的設(shè)計(jì)進(jìn)展順利，這架飛機(jī)準(zhǔn)備進(jìn)入量產(chǎn)，或者開(kāi)始制造裝備有后掠翼的伊爾-46с。然而，事實(shí)證明，采用這種翼型的遠(yuǎn)程轟炸機(jī)已經(jīng)由圖波列夫的設(shè)計(jì)局研制成功，并且該飛機(jī)在工廠試飛中達(dá)到了超過(guò)1000公里/小時(shí)的最高速度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了任務(wù)要求。政府決定將“八十八”型轟炸機(jī)投入批量生產(chǎn)，并終止對(duì)伊爾-46及其后掠翼版本的開(kāi)發(fā)。圖波列夫設(shè)計(jì)局憑借圖-16成功復(fù)仇，創(chuàng)造了一架在性能和技術(shù)方案上超越其時(shí)代的轟炸機(jī)，成為了國(guó)內(nèi)外航空制造業(yè)的經(jīng)典之作。
在圖波列夫設(shè)計(jì)局（OKB Tupolev）進(jìn)行“88”項(xiàng)目的初步設(shè)計(jì)階段（未來(lái)著名的圖-16轟炸機(jī)的內(nèi)部代號(hào)）時(shí)，研究了許多不同的布局方案。最終，設(shè)計(jì)局選擇了一個(gè)方案，即將兩臺(tái)由阿爾希普·米哈伊洛維奇·留里卡（Архи?п Миха?йлович Лю?лька）設(shè)計(jì)的AL-5渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在靠近機(jī)身兩側(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)吊艙中。 圖波列夫設(shè)計(jì)局在尋找一種具有優(yōu)異戰(zhàn)術(shù)技術(shù)特性的新型噴氣飛機(jī)方案的過(guò)程中，力圖使其性能超越伊爾-46項(xiàng)目中所要求的標(biāo)準(zhǔn)，這一努力得到了空軍指揮部和政府的積極響應(yīng)。隨后，空軍向圖波列夫設(shè)計(jì)局發(fā)布了關(guān)于開(kāi)發(fā)新型轟炸機(jī)的正式任務(wù)。1950年夏季，蘇聯(lián)政府發(fā)布了相應(yīng)的決議和民航部（МАП）命令，要求圖波列夫設(shè)計(jì)局開(kāi)發(fā)一款遠(yuǎn)程噴氣式轟炸機(jī)，配備兩臺(tái)TR-ЗФ（原名ТР-ЗА）類型的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)推力為5000公斤力。相關(guān)文件中還規(guī)定了要開(kāi)發(fā)一種配置兩臺(tái)阿爾希普·米哈伊洛維奇·留里卡（Архи?п Миха?йлович Лю?лька）設(shè)計(jì)的AMRD-03發(fā)動(dòng)機(jī)（最大推力可達(dá)8000公斤力）的飛機(jī)。
確定飛機(jī)尺寸和隨后的氣動(dòng)及結(jié)構(gòu)布局是一個(gè)復(fù)雜的任務(wù)，最終通過(guò)大量的參數(shù)研究、廣泛的模型實(shí)驗(yàn)和實(shí)際試驗(yàn)解決了這一問(wèn)題。在這些工作過(guò)程中，很快發(fā)現(xiàn)，僅憑兩臺(tái)AL-5發(fā)動(dòng)機(jī)的總推力不足以滿足預(yù)定的性能要求，因此設(shè)計(jì)師決定改為使用兩臺(tái)AMRD-03發(fā)動(dòng)機(jī)（系列型號(hào)為АМ-3），同時(shí)還考慮了一個(gè)更重的方案，即配備四臺(tái)AL-5發(fā)動(dòng)機(jī)。1951年2月，圖波列夫決定將兩臺(tái)AM-3發(fā)動(dòng)機(jī)的方案作為進(jìn)一步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。但需要指出的是，圖-16的動(dòng)力系統(tǒng)最終定型是在幾個(gè)月后，這款強(qiáng)大引擎才成為現(xiàn)實(shí)。
“88”型飛機(jī)的設(shè)計(jì)工作從1950年6月中旬開(kāi)始。到了9月，在采用基于АМ-3發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)后，新的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)要求也得到了空軍的補(bǔ)充。總體設(shè)計(jì)工作于1951年4月底完成，設(shè)計(jì)草圖被提交給航空技術(shù)委員會(huì)（АТК）審查。該型噴氣式轟炸機(jī)的草圖方案在同年7月5日得到了最終批準(zhǔn)。 飛機(jī)的氣動(dòng)設(shè)計(jì)受到了其中央部分布局的極大影響，該布局將機(jī)身、機(jī)翼、進(jìn)氣口、發(fā)動(dòng)機(jī)和起落架結(jié)合在一起，完全符合“面積法則”——這一法則直到1954年才在全球飛機(jī)設(shè)計(jì)中得到廣泛應(yīng)用，當(dāng)時(shí)美國(guó)的YF-102A戰(zhàn)斗機(jī)成功實(shí)現(xiàn)了持續(xù)的超音速飛行，并因此宣稱發(fā)現(xiàn)了這一氣動(dòng)法則。實(shí)際上，圖波列夫設(shè)計(jì)局在“88”項(xiàng)目中早在三年前就已開(kāi)始應(yīng)用這一法則。值得注意的是，“面積法則”在圖波列夫設(shè)計(jì)的其他飛機(jī)中也曾以不同形式得到應(yīng)用，比如圖-2轟炸機(jī)前端稍微膨脹的機(jī)身，或早期圖波列夫噴氣機(jī)“77”和“73-81”的擴(kuò)展發(fā)動(dòng)機(jī)吊艙。 在“88”型飛機(jī)上，應(yīng)用這一法則的體現(xiàn)方式是將渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)（ТРД）吊艙壓緊在機(jī)翼附近，并且采用了翼面上的起落架吊艙，以“排斥體”形式結(jié)合。結(jié)合其他氣動(dòng)設(shè)計(jì)手段，這些特性使得該飛機(jī)在安裝RD-3M發(fā)動(dòng)機(jī)后，經(jīng)過(guò)試飛，達(dá)到了1040公里/小時(shí)（0.92馬赫）的最大速度。 新型飛機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)還包括機(jī)翼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為了提升轟炸機(jī)的性能，設(shè)計(jì)師選擇了一種長(zhǎng)展弦比（約為7）的機(jī)翼設(shè)計(jì)。該機(jī)翼采用了雙主梁結(jié)構(gòu)，主梁壁與機(jī)翼上下外表面構(gòu)成了一個(gè)氣動(dòng)盒，這個(gè)氣動(dòng)盒成為了機(jī)翼的主要承力構(gòu)件。堅(jiān)固且剛性的氣動(dòng)盒設(shè)計(jì)是圖-16轟炸機(jī)與美國(guó)波音公司B-47和B-52等噴氣轟炸機(jī)的重要區(qū)別之一。 美國(guó)轟炸機(jī)采用了靈活的機(jī)翼設(shè)計(jì)，通過(guò)機(jī)翼的顯著彎曲（機(jī)翼翼尖彎曲數(shù)米）來(lái)減少遇到的垂直氣流沖擊，從而增強(qiáng)了抗干擾能力。相比之下，圖-16的設(shè)計(jì)師采用了更為剛性的機(jī)翼結(jié)構(gòu)，這一設(shè)計(jì)不僅展示了更優(yōu)的長(zhǎng)期發(fā)展?jié)摿Γ€表現(xiàn)出比美國(guó)的設(shè)計(jì)更為優(yōu)秀的性能。經(jīng)過(guò)多年使用，蘇聯(lián)的圖-16轟炸機(jī)和圖-104客機(jī)，及美國(guó)的B-47、B-52轟炸機(jī)、波音707、道格拉斯DC-8、康維爾880客機(jī)的經(jīng)驗(yàn)表明，蘇聯(lián)的剛性機(jī)翼設(shè)計(jì)比美國(guó)的靈活機(jī)翼更為耐用，尤其在抗疲勞強(qiáng)度方面更具優(yōu)勢(shì)。美國(guó)的B-47和B-52飛機(jī)曾面臨機(jī)翼疲勞裂紋問(wèn)題，導(dǎo)致飛機(jī)停飛并需要進(jìn)行昂貴的修復(fù)和強(qiáng)化。這也是B-47較快退役的原因之一，盡管它的性能整體不差。
考慮到圖-16被視為第一款能夠攜帶核武器的國(guó)產(chǎn)遠(yuǎn)程戰(zhàn)略轟炸機(jī)（雖然當(dāng)時(shí)服役的幾十架攜帶第一代蘇聯(lián)核彈的圖-4A飛機(jī)幾乎無(wú)法被稱為可靠的“核威懾盾”），圖波列夫設(shè)計(jì)局（ОКБ）、中央航空航天研究院（ЦАГИ）以及與核問(wèn)題相關(guān)的其他相關(guān)組織被賦予了任務(wù)：確保圖-16能夠在核爆炸，后來(lái)還包括熱核彈爆炸中，保持安全。 需要指出的是，轟炸機(jī)的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)材料的選擇、目標(biāo)設(shè)備和系統(tǒng)的配置，以及生產(chǎn)技術(shù)的選擇和研究，都是基于當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)航空工業(yè)的實(shí)際能力，以及能夠快速展開(kāi)批量生產(chǎn)和大規(guī)模使用的條件。這種方法使得在短時(shí)間內(nèi)就能開(kāi)發(fā)出一套現(xiàn)代化的航空打擊系統(tǒng)，并在五十年代成為我們主要的戰(zhàn)略威懾手段之一。 從圖-16的第一架原型機(jī)到最后的各型系列和試驗(yàn)機(jī)（包括實(shí)驗(yàn)機(jī)在內(nèi)，總共有接近100架），所有的工作都由首席設(shè)計(jì)師D.S. 馬爾科夫（Д.С. Марков）領(lǐng)導(dǎo)。 1952年4月底，原型機(jī)“88/1”完成了12分鐘的飛行。工廠試飛在1952年10月29日結(jié)束，總共進(jìn)行了46次飛行，飛行總時(shí)長(zhǎng)為72小時(shí)12分鐘。 盡管有令人鼓舞的成績(jī)，但仍不容忽視一些“瑕疵”，如航程和起降性能未達(dá)到要求。就這些特性而言，圖-16未能達(dá)到技術(shù)任務(wù)書(shū)中的指標(biāo)，特別是在飛機(jī)的任務(wù)背景下，這一點(diǎn)尤為關(guān)鍵。這個(gè)問(wèn)題在1952年夏天的幾周工廠試飛中被發(fā)現(xiàn)。原因并不隱秘——在設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，飛機(jī)的重量增加了。經(jīng)過(guò)稱重確認(rèn)，空機(jī)重量達(dá)到了41050千克，而設(shè)計(jì)計(jì)算的空機(jī)重量為35750千克，這還不包括沒(méi)有安裝的設(shè)備和武器。起飛重量增至77350千克，而最初的設(shè)計(jì)則計(jì)劃不超過(guò)64000千克。超重20%對(duì)飛行性能產(chǎn)生了不利影響，這使得軍事用戶和國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)層的反應(yīng)自然不滿。在技術(shù)航程方面，飛機(jī)未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，差距達(dá)400公里；在目標(biāo)上空飛行的高度，原定的13000米也未能實(shí)現(xiàn)，實(shí)際最高高度為12200米。飛機(jī)的起飛距離比預(yù)定的多了520米。 1952年11月13日，飛機(jī)被轉(zhuǎn)交給國(guó)家試驗(yàn)，并在1952年11月中旬至1953年4月1日之間進(jìn)行。盡管是較短時(shí)間內(nèi)的測(cè)試，原型機(jī)“88/1”還是完成了79次飛行，總時(shí)長(zhǎng)為167小時(shí)28分鐘。在工廠試飛階段，在國(guó)家試飛結(jié)果公布前，已經(jīng)做出了將圖-16投入批量生產(chǎn)的決策。
在設(shè)計(jì)過(guò)程中，飛機(jī)重量增加的原因在于設(shè)計(jì)師們的過(guò)度謹(jǐn)慎。因?yàn)槿绻チ诉@架原型機(jī)，伊留申設(shè)計(jì)局可能會(huì)趕超，使得錯(cuò)誤的修正和后續(xù)工作變得沒(méi)有意義。大家都在盡力避免風(fēng)險(xiǎn)：普通設(shè)計(jì)師在計(jì)算過(guò)程中“以防萬(wàn)一”多增加了大約5%的重量，而他們的上司出于相同的考慮，又多加了一些，依此類推。最終，起飛重量增加了近10噸。此外，還必須考慮到最初的設(shè)計(jì)要求——飛機(jī)需要適應(yīng)兩種不同的發(fā)動(dòng)機(jī)配置，2到4臺(tái)AL-5渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)或2臺(tái)AM-3發(fā)動(dòng)機(jī)，這也導(dǎo)致了設(shè)計(jì)中不必要的重量增加。可以看出，飛機(jī)重量的控制本來(lái)有足夠的余地。 這些余地在第二架原型機(jī)——“88/2號(hào)機(jī)”的建造過(guò)程中得到了有效利用。這架飛機(jī)按照與第一架原型機(jī)相同的政府和空軍要求制造，但沒(méi)有明確規(guī)定時(shí)間。最初，這架飛機(jī)只是作為第一架原型機(jī)的“替代品”，但是到了1951年8月，當(dāng)“88/1號(hào)機(jī)”幾乎完成時(shí)，大家都意識(shí)到飛機(jī)超重，設(shè)計(jì)師們被要求盡最大努力減少空機(jī)的重量。因此，開(kāi)始了對(duì)幾乎全新飛機(jī)構(gòu)造元素的工作。經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)師和技術(shù)人員的努力，空機(jī)重量減少了12.5%，降至36490千克——對(duì)于航空領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，這樣的成果非常令人印象深刻，因?yàn)樵谶@里每一公斤的重量都至關(guān)重要。 “替代機(jī)”的設(shè)計(jì)工作于1951年8月開(kāi)始，并且在156號(hào)試驗(yàn)工廠同步進(jìn)行了飛機(jī)制造。輕量化飛機(jī)的設(shè)計(jì)工作于1952年11月完成。經(jīng)過(guò)調(diào)整后的工作圖紙于1952年12月由圖波列夫設(shè)計(jì)局完全準(zhǔn)備就緒。第二架原型機(jī)“88/2號(hào)機(jī)”在1953年初完成。到3月，所有必要的改進(jìn)工作都已完成，3月14日飛機(jī)開(kāi)始進(jìn)行工廠飛行測(cè)試，并于9月初結(jié)束。經(jīng)過(guò)所有改進(jìn)后，飛機(jī)于9月16日接受了國(guó)家測(cè)試，而18日便被軍事部門(mén)接受。
國(guó)家測(cè)試的控制性飛行測(cè)試于1954年4月10日結(jié)束，幾乎是在“替代機(jī)”首飛一周年后。測(cè)試過(guò)程中，飛機(jī)完成了65次飛行，總飛行時(shí)間為154小時(shí)33分鐘。憑借出色的表現(xiàn)，“88/2號(hào)機(jī)”順利通過(guò)了國(guó)家測(cè)試，并于1954年5月28日被正式列入蘇聯(lián)的空軍裝備。 正如最初計(jì)劃的那樣，圖-16轟炸機(jī)的系列生產(chǎn)于1953年開(kāi)始。三家航空工廠依次開(kāi)始生產(chǎn)不同型號(hào)的飛機(jī)：喀山第22工廠、庫(kù)伊比舍夫第1工廠和沃羅涅日第64工廠。此外，其他一些航空工廠也參與了部分機(jī)身組件的生產(chǎn)。在生產(chǎn)過(guò)程中，數(shù)百家航空工業(yè)部及其他部門(mén)的專業(yè)工廠為圖-16轟炸機(jī)的系列生產(chǎn)提供了系統(tǒng)、設(shè)備和各種配件。圖波列夫飛機(jī)的系列生產(chǎn)持續(xù)到1963年底。十年間，共生產(chǎn)了1509架飛機(jī)，另外還在第156工廠制造了2架實(shí)驗(yàn)機(jī)。 第一個(gè)開(kāi)始生產(chǎn)圖-16的航空工廠是喀山第22工廠，該工廠自1947年以來(lái)一直制造圖-4轟炸機(jī)。該工廠成為圖-16系列的主生產(chǎn)廠，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)第1和第64工廠的生產(chǎn)。 第一架系列機(jī)于1953年10月29日在喀山工廠制造完成，并在年底前交付了2架飛機(jī)。1954年，該工廠生產(chǎn)了70架圖-16。1955年，喀山工廠為國(guó)家提供了200架飛機(jī)，1956年為133架，1957年為170架，1958年為75架。從1953年到1959年，喀山工廠生產(chǎn)了以下型號(hào)的飛機(jī)：圖-16轟炸機(jī)、圖-16A核武器投放機(jī)、圖-16KS導(dǎo)彈載機(jī)和圖-16“松樹(shù)”電子干擾機(jī)。1958年，喀山工廠開(kāi)始生產(chǎn)圖-104B民用客機(jī)。到1959年，該工廠開(kāi)始轉(zhuǎn)向生產(chǎn)圖-22轟炸機(jī)，因此圖-16的生產(chǎn)在該工廠暫時(shí)停止。
從1957年到1959年，喀山工廠制造了幾架用于海軍航空兵的圖-16K-10型導(dǎo)彈轟炸機(jī)，這些飛機(jī)通過(guò)改裝系列生產(chǎn)的圖-16獲得。自1959年起，圖-16K-10型導(dǎo)彈轟炸機(jī)的系列生產(chǎn)在第1航空工廠展開(kāi)。1961年，由于庫(kù)伊比舍夫工廠轉(zhuǎn)型為導(dǎo)彈技術(shù)生產(chǎn)工廠，圖-16K-10的系列生產(chǎn)又重新回到第22工廠。圖-16K-10的最后幾架飛機(jī)在1964年前由該工廠制造。 自1961年5月起，蘇聯(lián)開(kāi)始生產(chǎn)新型發(fā)動(dòng)機(jī)——RD-ZM-500型，具有更長(zhǎng)的使用壽命。該發(fā)動(dòng)機(jī)引入了緊急工作模式，推力為10600千克力，用于在飛機(jī)起飛時(shí)發(fā)生一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)故障的情況下應(yīng)對(duì)危機(jī)。該模式下發(fā)動(dòng)機(jī)的工作時(shí)間限定為兩分鐘，足以應(yīng)對(duì)危機(jī)，但之后RD-ZM-500需要進(jìn)行大修。RD-ZM-500發(fā)動(dòng)機(jī)的保修使用壽命最初為500小時(shí)，后來(lái)提高至2000小時(shí)。 1953年9月19日，蘇聯(lián)政府發(fā)布了關(guān)于擴(kuò)展圖-16系列生產(chǎn)的決議，9月25日，航空工業(yè)部發(fā)布了相關(guān)命令，宣布在庫(kù)伊比舍夫的第1航空工廠開(kāi)始圖-16的系列生產(chǎn)。1954年7月，該工廠制造了第一架圖-16。1955年，該工廠生產(chǎn)了130架圖-16，1956年為131架，1957年為150架，1958年為50架，1959年為30架，1960年為42架。1961至1962年，第1工廠開(kāi)始生產(chǎn)圖-16K-10型導(dǎo)彈轟炸機(jī)。第1工廠生產(chǎn)的最后一架圖-16于1959年6月交付。五年間，共生產(chǎn)了40批次的圖-16不同型號(hào)。 關(guān)于圖-16的價(jià)格，它取決于不同的配置和型號(hào)，每個(gè)生產(chǎn)工廠的設(shè)備有所不同。因此，最容易參考的是出口版本的價(jià)格。1967年，供應(yīng)給埃及的圖-16R的價(jià)格為800,508外匯盧布，這與米格-21戰(zhàn)斗機(jī)的價(jià)格相當(dāng)。 除了圖-16的主要生產(chǎn)外，所有這些系列工廠還積極參與了圖-16的改型和現(xiàn)代化計(jì)劃，負(fù)責(zé)將現(xiàn)有的系列飛機(jī)改裝成各種用途的新版本，或生產(chǎn)各類組件和單元，為航空兵的修理和使用部門(mén)提供技術(shù)支持。值得注意的是，除了11種生產(chǎn)型外，還有約50種通過(guò)改進(jìn)和升級(jí)得到的圖-16型。
1954年冬季，首批圖-16轟炸機(jī)開(kāi)始配備遠(yuǎn)程航空兵和海軍航空兵。那時(shí)，這架飛機(jī)在主要性能上已達(dá)到世界上最優(yōu)秀轟炸機(jī)的水平。它配備了現(xiàn)代化的設(shè)備，而且在同類飛機(jī)中，圖-16的防御武器尤其強(qiáng)大且布局合理。類似的美國(guó)和英國(guó)飛機(jī)，最好的情況下，也只有一套尾部武器系統(tǒng)。而“十六”號(hào)則配備了三套防御性武器系統(tǒng)：上部的DT-V7，下部的DT-N7和尾部的DK-7。每個(gè)武器系統(tǒng)都裝備了兩門(mén)TKB-495A（AM-23）火炮，由蘇聯(lián)中央設(shè)計(jì)局（ЦКБ-14）研發(fā)。火炮的設(shè)計(jì)歸功于圖拉中央設(shè)計(jì)局的武器設(shè)計(jì)師阿法納西耶夫（N.М. Афанасьев）和馬卡羅夫（N.Ф. Макаров，著名的PM手槍設(shè)計(jì)者）。 更換火炮的原因是新型火炮在射速和每秒射擊量上比原先設(shè)計(jì)的NR-23火炮有顯著優(yōu)勢(shì)。新的火炮系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)速度至少為每秒45度，這使得飛機(jī)能夠應(yīng)對(duì)高速、高機(jī)動(dòng)目標(biāo)的射擊。火炮采用了縮短炮管，以確保在高速氣流條件下的所需機(jī)動(dòng)性。與此同時(shí)，位于靜止前部的PU-88炮塔則裝備了一根1.5米長(zhǎng)的延長(zhǎng)炮管。上部武器系統(tǒng)的彈藥量為500發(fā)，下部為700發(fā)，尾部為1000發(fā)。火炮射擊使用了雷達(dá)瞄準(zhǔn)器“阿爾戈恩”。 圖-16的公開(kāi)展示發(fā)生在1954年5月1日的紅場(chǎng)閱兵中。在莫斯科上空，203重型轟炸機(jī)團(tuán)的9架轟炸機(jī)整齊列隊(duì)飛過(guò)。許多國(guó)家的軍事隨員也在現(xiàn)場(chǎng)觀摩了這一展示。值得一提的是，國(guó)外專家對(duì)“十六號(hào)”的評(píng)價(jià)：他們認(rèn)為圖-16的炸彈載荷為9000公斤，并對(duì)其起飛重量進(jìn)行了相對(duì)準(zhǔn)確的估算，大約在70000至80000公斤之間。根據(jù)他們的估算，圖-16的最大航程為4800公里，而發(fā)動(dòng)機(jī)每臺(tái)最大推力為6800公斤。即便如此，蘇聯(lián)的渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)被認(rèn)為是當(dāng)時(shí)世界上最強(qiáng)大的。西方專家無(wú)法想象蘇聯(lián)在制造強(qiáng)大渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)方面的巨大進(jìn)步，他們將實(shí)際推力低估了近1.5倍。更有趣的是，西方航空專家甚至表示，“一些這種類型的飛機(jī)被用作防空攔截機(jī)，保護(hù)最重要的目標(biāo)。”
圖-16的快速投入使用與其設(shè)計(jì)的進(jìn)一步完善、確保可靠的操作性以及將其資源指標(biāo)提升到所需水平的工作并行進(jìn)行。這一切得益于由馬爾科夫領(lǐng)導(dǎo)的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的持續(xù)努力。 圖-16家族在復(fù)雜多變的條件下成功服役了半個(gè)世紀(jì)，成為檢驗(yàn)各種國(guó)產(chǎn)航空材料質(zhì)量的絕佳試金石，從輕型高強(qiáng)度合金到用于電氣系統(tǒng)的塑料和電絕緣材料。“圖-16”成為蘇聯(lián)航空科學(xué)領(lǐng)域真正的先驅(qū)，它的測(cè)試和后續(xù)使用揭示了一系列理論問(wèn)題，這些問(wèn)題得到了及時(shí)且成功的解決，為國(guó)內(nèi)航空事業(yè)的發(fā)展開(kāi)辟了道路。圖-16的成功量產(chǎn)為蘇聯(lián)飛機(jī)制造業(yè)在重型高速飛機(jī)領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，也為后續(xù)各種重型飛機(jī)的設(shè)計(jì)和制造提供了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，尤其是圖波列夫設(shè)計(jì)局。
對(duì)于蘇聯(lián)空軍，圖-16成為了第一架使得國(guó)內(nèi)飛行員能夠達(dá)到接近音速的遠(yuǎn)程航空機(jī)。在五十年代，遠(yuǎn)程航空兵和海軍航空兵的飛行員可以自豪地說(shuō)，他們?cè)谑澜缟献钕冗M(jìn)的戰(zhàn)斗機(jī)之一上服役。在蘇聯(lián)空軍中，圖-16成為了第一款真正量產(chǎn)的遠(yuǎn)程核武器載機(jī)，也是第一款遠(yuǎn)程高速度導(dǎo)彈轟炸機(jī)。蘇聯(lián)飛行員首次在這些飛機(jī)上廣泛應(yīng)用了空中加油系統(tǒng)。在空軍部隊(duì)的服役中，圖-16使得飛行和地面人員能夠得到高水平的培訓(xùn)，為順利過(guò)渡到下一代高速重型戰(zhàn)斗機(jī)（如圖-22、圖-22М和圖-160）做好了準(zhǔn)備。同時(shí)，圖-16的機(jī)組人員也輕松地轉(zhuǎn)向了第一批噴氣式民航機(jī)——圖-104，在國(guó)內(nèi)民航的噴氣技術(shù)引入期間，這幫助解決了航空人才短缺的問(wèn)題。 圖-16活躍地服役至八十年代末，與著名的飛機(jī)如美國(guó)的B-52和我們的圖-95一起，在服役時(shí)間上都成為了傳奇。然而，與其他長(zhǎng)期服役的飛機(jī)不同，圖-16在設(shè)計(jì)上幾乎沒(méi)有進(jìn)行過(guò)大的結(jié)構(gòu)性修改。 在生產(chǎn)過(guò)程中，圖-16共衍生出50多種不同用途的改型。以下是主要的幾種改型：
（總體來(lái)說(shuō)，基于圖-16的導(dǎo)彈轟炸機(jī)和專用飛機(jī)家族值得單獨(dú)寫(xiě)一篇較長(zhǎng)的文章，預(yù)計(jì)稍后會(huì)進(jìn)行詳細(xì)介紹。）
圖-16轟炸機(jī)的出現(xiàn)引起了蘇聯(lián)以外國(guó)家的興趣。幾乎所有這些國(guó)家都經(jīng)歷了革命性的變革，這些變革在五十年代的生活中非常顯著。這些國(guó)家的共同特點(diǎn)是，它們急需更新和補(bǔ)充自己的武器庫(kù)——無(wú)論是為了實(shí)現(xiàn)自身的野心，還是為了應(yīng)對(duì)與鄰國(guó)的沖突，以及保護(hù)自己免受“西方”侵害。因此，這款在性能和作戰(zhàn)能力上非常出色的轟炸機(jī)對(duì)一些對(duì)蘇聯(lián)有好感的國(guó)家來(lái)說(shuō)，顯得非常有吸引力。實(shí)際上，圖-16曾在國(guó)外“嘗過(guò)火藥味”，但這將在下一部分中詳細(xì)介紹。
隨著圖-16在全球航空界知名度的提升，許多國(guó)家表達(dá)了希望將這款飛機(jī)納入其空軍的意愿。然而，蘇聯(lián)政府僅愿意向友好政權(quán)提供現(xiàn)代技術(shù)，特別是航空和導(dǎo)彈技術(shù)，因此圖-16的出口僅限于東大、印度尼西亞、埃及和伊拉克等國(guó)家。
第一個(gè)獲得圖-16的國(guó)家是咱們東大。五十年代中期，東大成為蘇聯(lián)在亞洲乃至全球范圍內(nèi)最強(qiáng)大和最可靠的盟友之一。那時(shí)的東大可能被視為蘇聯(lián)可靠且有前景的合作伙伴。1956年初，蘇中簽訂了協(xié)議，建立航空制造廠生產(chǎn)圖-16和伊爾-28。1957年9月，雙方簽署了新的協(xié)議，允許東大生產(chǎn)圖-16。根據(jù)這一協(xié)議，東大獲得了所需的技術(shù)文檔、兩架現(xiàn)成的圖-16飛機(jī)，以及制造圖-16所需的零部件和組件，后者被送往哈爾濱飛機(jī)制造廠。同時(shí)，蘇聯(lián)派遣了一大批專家到該廠，協(xié)助直到1960年9月。第一架由蘇聯(lián)部件制造的東大本土“圖-16”于1959年9月底首次飛行，并在次年初交付給東大空軍。該飛機(jī)被命名為H-6。
從1961年起，H-6的主要生產(chǎn)轉(zhuǎn)移到了新建的西安飛機(jī)制造廠。在這里，還對(duì)從獲得的蘇聯(lián)零件組裝的轟炸機(jī)進(jìn)行了改造，使其成為東大核彈的載體，其外觀幾乎與原版的圖-16A相同。1966年5月中旬，改裝后的飛機(jī)被命名為H-6A，并成功進(jìn)行了第三顆東大自制原子彈的試驗(yàn)。
圖-16在東大的服役周期異常漫長(zhǎng)，這主要是由于隨之而來(lái)的特殊時(shí)期和由此引發(fā)的整個(gè)工業(yè)體系的混亂。例如，H-6的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作直到1964年才開(kāi)始，而第一架由本土零件組裝的轟炸機(jī)機(jī)身，旨在進(jìn)行靜態(tài)試驗(yàn)，也直到1966年才完成。第一架完全由本土制造的H-6轟炸機(jī)，配備了許可版本的RD-ZM-500（Wopen-8）發(fā)動(dòng)機(jī)，直到1968年底才完成首次飛行。到1986年底，共生產(chǎn)了大約120架不同型號(hào)的H-6轟炸機(jī)。
東大空軍的主要型號(hào)是與蘇聯(lián)圖-16A相對(duì)應(yīng)的版本。東大本土制造了偵察機(jī)、干擾機(jī)以及高空靶機(jī)等型號(hào)。為了增加打擊飛機(jī)的作戰(zhàn)半徑，還開(kāi)發(fā)了“軟管”加油機(jī)。從1970年開(kāi)始，工作開(kāi)始著手為轟炸機(jī)創(chuàng)建新的綜合導(dǎo)航-轟炸系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有更高的自動(dòng)化水平。該飛機(jī)能夠攜帶常規(guī)和原子彈，也能夠投放水雷。新版本的批量生產(chǎn)于1982年開(kāi)始。
1975年，東大開(kāi)始基于H-6A轟炸機(jī)開(kāi)發(fā)反艦導(dǎo)彈系統(tǒng)。該飛機(jī)被命名為H-6D，能夠攜帶兩枚巡航導(dǎo)彈，并配備了新型雷達(dá)，用于導(dǎo)彈的制導(dǎo)。雷達(dá)天線罩尺寸增大，底部為平面。巡航導(dǎo)彈C-601是基于從蘇聯(lián)獲得的P-15反艦導(dǎo)彈技術(shù)開(kāi)發(fā)的。H-6D的首次飛行于1981年夏末完成，1982年，該導(dǎo)彈轟炸機(jī)進(jìn)行了C-601導(dǎo)彈的首次發(fā)射。該系統(tǒng)于1985年正式列裝。
基于H-6還開(kāi)發(fā)了多種飛行實(shí)驗(yàn)室，用于測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)、設(shè)備和各種目標(biāo)系統(tǒng)。H-6的最新改進(jìn)版（也即圖-16的改進(jìn)版）是21世紀(jì)制造的H-6K導(dǎo)彈轟炸機(jī)。這架飛機(jī)配備了俄羅斯經(jīng)濟(jì)型雙通道發(fā)動(dòng)機(jī)D-30KP-2，推力為12500公斤（相比之下，AM-3發(fā)動(dòng)機(jī)的推力為9000公斤），這使得飛機(jī)的高度、速度、飛行距離和載荷能力得到了提升。H-6K能夠攜帶六枚俄制戰(zhàn)略巡航導(dǎo)彈X-55，這些導(dǎo)彈配備了核彈頭，射程可達(dá)2500公里。值得注意的是，在蘇聯(lián)，X-55導(dǎo)彈被應(yīng)用于最現(xiàn)代化的載機(jī)：圖-95MS、圖-160和圖-22M3。
第二個(gè)獲得圖-16的國(guó)家是印度尼西亞。上世紀(jì)60年代初，印度尼西亞與其前殖民宗主國(guó)——荷蘭的關(guān)系急劇惡化。印度尼西亞提出對(duì)西伊里安島的主權(quán)要求，并實(shí)際上開(kāi)始了以“反對(duì)殖民主義”為名的未宣戰(zhàn)戰(zhàn)爭(zhēng)。對(duì)此，荷蘭派遣了一支艦隊(duì)，其中包括航空母艦“卡雷爾·杜爾曼”。雅加達(dá)得到了蘇聯(lián)支持，蘇聯(lián)派遣了專家和武器。蘇聯(lián)的軍事援助規(guī)模非常龐大，包括隨后提供的68bis型巡洋艦“奧爾喬尼基澤”、6艘30bis型驅(qū)逐艦、12艘613型潛艇、24艘183型導(dǎo)彈和魚(yú)雷快艇、坦克和火炮、幾個(gè)防空導(dǎo)彈營(yíng)以及兩個(gè)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)師的裝備。在這些援助中，還包括25架帶有蘇聯(lián)機(jī)組的圖-16KS導(dǎo)彈轟炸機(jī)，它們于1961年夏季抵達(dá)遙遠(yuǎn)的島嶼。這些飛機(jī)被分為兩架中隊(duì)——第41和第42中隊(duì)，駐扎在雅加達(dá)附近的一個(gè)機(jī)場(chǎng)。
該地區(qū)的緊張局勢(shì)達(dá)到極點(diǎn)。形勢(shì)被美國(guó)威脅支持荷蘭艦隊(duì)的可能性進(jìn)一步加劇。英國(guó)艦隊(duì)也接近印度尼西亞，準(zhǔn)備“遏制蘇聯(lián)擴(kuò)張”。對(duì)此，蘇聯(lián)展示了其決心，不僅通過(guò)提供武器支持雅加達(dá)，還通過(guò)直接派遣空軍和海軍參與這一日益激化的沖突。到1962年夏季，蘇聯(lián)在印度尼西亞海岸附近部署了四艘潛艇。蘇聯(lián)海軍總司令戈?duì)柺部品虻拿詈芎玫卣故玖司o張局勢(shì)的升級(jí)：“為阻止貨物和設(shè)備從指定地區(qū)轉(zhuǎn)移，從8月5日00:00起，銷毀所有通過(guò)該地區(qū)的戰(zhàn)斗艦船和船只，無(wú)論掛什么旗幟。返回按特別指示。戰(zhàn)斗接觸的結(jié)果在返回后報(bào)告。” 圖-16的中隊(duì)也保持了戰(zhàn)斗準(zhǔn)備。這些現(xiàn)代化的強(qiáng)大導(dǎo)彈轟炸機(jī)似乎是沖突中的最強(qiáng)“王牌”之一。它們成功地完成了“實(shí)際威懾”的任務(wù)。盡管沒(méi)有進(jìn)行過(guò)任何實(shí)戰(zhàn)發(fā)射，單憑它們的存在，“十六號(hào)”轟炸機(jī)就能使荷蘭相信，通過(guò)武力解決問(wèn)題的嘗試毫無(wú)前景。在荷蘭艦隊(duì)撤回后，蘇聯(lián)人員返回祖國(guó)，飛機(jī)也交給了印度尼西亞。然而，不幸的是，世界局勢(shì)風(fēng)云變幻。印度尼西亞改變了政策，轉(zhuǎn)向與蘇聯(lián)斷絕關(guān)系。兩國(guó)關(guān)系隨之?dāng)嗔选４撕螅瑘D-16KS轟炸機(jī)在沒(méi)有零部件的情況下停放了一段時(shí)間，最終被淘汰。其中一架導(dǎo)彈轟炸機(jī)被送到了雅加達(dá)的航空與軍事技術(shù)博物館。
1955年秋季，蘇聯(lián)開(kāi)始向埃及提供武器。除其他外，蘇聯(lián)還向這個(gè)阿拉伯共和國(guó)交付了200架戰(zhàn)斗機(jī)，其中包括30架伊爾-28轟炸機(jī)。然而，這些武器并未完全滿足埃及總統(tǒng)納賽爾的野心。他要求提供更現(xiàn)代化、更強(qiáng)大的武器，旨在將埃及空軍的實(shí)力提升至至少是以色列空軍的四倍。按照他的觀點(diǎn)，最適合的打擊武器是圖-16轟炸機(jī)，在當(dāng)?shù)貞?zhàn)區(qū)的規(guī)模下，這些轟炸機(jī)成為了真正的戰(zhàn)略性武器。 這一類型的首批飛機(jī)于1962年交付給埃及。飛機(jī)剛剛到達(dá)，埃及就為其指派了作戰(zhàn)任務(wù)：埃及總參謀部要求對(duì)靠近也門(mén)薩那的山區(qū)道路進(jìn)行轟炸。原因在于，也門(mén)發(fā)生了政權(quán)更替。1962年9月，由一群“進(jìn)步派軍人”推翻了也門(mén)的君主制，開(kāi)始了長(zhǎng)期的內(nèi)戰(zhàn)。那時(shí)，也門(mén)屬于阿拉伯聯(lián)合共和國(guó)，與埃及和敘利亞形成了聯(lián)邦。埃及作為這一聯(lián)邦的領(lǐng)導(dǎo)者，不愿意放棄自己的利益，向也門(mén)派遣出一支遠(yuǎn)征軍，這支軍隊(duì)也卷入了戰(zhàn)斗，不過(guò)需要得到支持。 夜晚，五架圖-16轟炸機(jī)，搭載蘇埃混合機(jī)組，起飛前往也門(mén)。由于目標(biāo)距離較遠(yuǎn)，幾乎達(dá)到了飛機(jī)的最大作戰(zhàn)半徑，因此即使在完全加油的情況下，飛機(jī)返回自己的機(jī)場(chǎng)時(shí)燃料剩余極為有限。飛行任務(wù)依然在夜間進(jìn)行，有時(shí)是蘇埃混合機(jī)組，有時(shí)僅由阿拉伯機(jī)組執(zhí)行。后續(xù)的作戰(zhàn)飛行與埃及飛行員的培訓(xùn)交替進(jìn)行。作戰(zhàn)持續(xù)到1963年2月，屆時(shí)蘇聯(lián)飛行員被召回。
1963年，蘇聯(lián)向埃及交付了圖-16KS型導(dǎo)彈轟炸機(jī)，并從中組建了兩個(gè)中隊(duì)。機(jī)組成員在蘇聯(lián)接受了培訓(xùn)，同時(shí)也有蘇聯(lián)專家參與了該型飛機(jī)的使用。到1967年六日戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)時(shí)，埃及空軍已經(jīng)擁有了30架不同型號(hào)的圖-16轟炸機(jī)，這些飛機(jī)駐扎在開(kāi)羅西機(jī)場(chǎng)。由于了解圖-16的打擊能力，以色列認(rèn)為它們是主要威脅，并將其視為首要打擊目標(biāo)。因此，6月5日早晨，以色列的“幻影”戰(zhàn)機(jī)和“超級(jí)神秘”戰(zhàn)機(jī)進(jìn)行了首次襲擊，盡一切可能摧毀了機(jī)場(chǎng)上的16架轟炸機(jī)。 值得一提的是，為了攻擊阿拉伯空軍機(jī)場(chǎng)，特拉維夫幾乎調(diào)動(dòng)了所有可用的戰(zhàn)機(jī)。第二輪襲擊在第一次之后15分鐘進(jìn)行，以色列戰(zhàn)機(jī)又摧毀了5架圖-16轟炸機(jī)，第三波轟炸摧毀了剩余的飛機(jī)。最后一架轟炸機(jī)是被埃及的“颶風(fēng)”戰(zhàn)斗機(jī)撞毀的。有些資料稱，以色列飛行員故意將飛機(jī)撞向它。戰(zhàn)爭(zhēng)最終于6月10日星期六結(jié)束，阿拉伯陣營(yíng)的飛機(jī)損失慘重，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)以色列的損失。其他兵種的情況也沒(méi)有好到哪里去。 中東局勢(shì)的劇變對(duì)蘇聯(lián)來(lái)說(shuō)是一次沉痛的打擊。有人提出用蘇聯(lián)遠(yuǎn)程航空兵的飛機(jī)對(duì)以色列進(jìn)行打擊。為此，蘇聯(lián)開(kāi)始組建由波爾塔瓦185衛(wèi)國(guó)空軍團(tuán)的圖-16組成的打擊小組。計(jì)劃從莫茲多克起飛，飛越土耳其領(lǐng)空，執(zhí)行任務(wù)后在埃及機(jī)場(chǎng)著陸。轟炸機(jī)上的國(guó)家標(biāo)志已經(jīng)被擦去，機(jī)組成員也接到了交還文件的命令。幸運(yùn)的是，事情發(fā)展得太快，理智最終戰(zhàn)勝了決定，最高層做出了最終決策。必須指出的是，準(zhǔn)備中的這一行動(dòng)并未保證能夠順利完成：埃及機(jī)場(chǎng)的損毀使得飛機(jī)無(wú)法正常著陸。 戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束后的1967年秋季，蘇聯(lián)機(jī)組人員將6架圖-16T型魚(yú)雷轟炸機(jī)轉(zhuǎn)交到開(kāi)羅西機(jī)場(chǎng)。不久之后，埃及飛行員在我們的教官指導(dǎo)下開(kāi)始了訓(xùn)練飛行。飛行員中包括未來(lái)的埃及總統(tǒng)胡斯尼·穆巴拉克。該中隊(duì)的主要任務(wù)是進(jìn)行地中海和紅海海域的偵察。飛機(jī)主要對(duì)美國(guó)第六艦隊(duì)的航母編隊(duì)和英國(guó)海軍艦船進(jìn)行監(jiān)視，支持駐扎在地中海的蘇聯(lián)海軍第五艦隊(duì)。圖-16偵察機(jī)的活動(dòng)范圍從希臘、塞浦路斯海岸延伸到西方的的黎波里和西西里島。偵察任務(wù)通常是在飛機(jī)的最大航程內(nèi)執(zhí)行，飛行時(shí)間常常超過(guò)四小時(shí)。飛機(jī)后艙通常會(huì)有軍事翻譯員，幫助與阿拉伯機(jī)場(chǎng)地面控制部門(mén)進(jìn)行無(wú)線電通訊，并監(jiān)聽(tīng)目標(biāo)的無(wú)線電對(duì)話。
此外，偵察機(jī)還執(zhí)行了與埃及方面相關(guān)的任務(wù)：偵察以色列和西奈半島的地面雷達(dá)站和干擾站。在這些飛行任務(wù)中，圖-16Р可能會(huì)遭到以色列戰(zhàn)斗機(jī)的攔截，因此偵察機(jī)通常會(huì)得到來(lái)自鄰近機(jī)場(chǎng)的米格-21戰(zhàn)機(jī)的護(hù)航。 通常情況下，偵察任務(wù)由兩架飛機(jī)執(zhí)行，另外兩架則保持待命狀態(tài)在機(jī)場(chǎng)。有時(shí)整個(gè)中隊(duì)的飛機(jī)都會(huì)同時(shí)出動(dòng)進(jìn)行任務(wù)。偵察機(jī)有時(shí)還會(huì)受到美國(guó)和英國(guó)戰(zhàn)斗機(jī)的伴隨。在一次夜間飛行前往西西里島的任務(wù)中，阿列克謝·卡多姆采夫少校駕駛的圖-16Р偵察機(jī)發(fā)現(xiàn)了“約翰·F·肯尼迪”號(hào)航母。起飛的兩架F-4“鬼怪”戰(zhàn)斗機(jī)接近圖-16Р，其中一架與圖-16Р的機(jī)翼相撞，幸好碰撞只導(dǎo)致機(jī)翼末端受損。 隨后，蘇聯(lián)又向埃及提供了25架圖-16飛機(jī)，其中包括20架圖-16К-11-16型和圖-16КСР-2型導(dǎo)彈轟炸機(jī)、3架圖-16Р型偵察機(jī)以及2架圖-16СПС型干擾機(jī)。所有到達(dá)的飛機(jī)被編入兩個(gè)中隊(duì)。 到了1973年10月戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)時(shí)，埃及的圖-16機(jī)組已充分準(zhǔn)備好執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)。鑒于之前戰(zhàn)爭(zhēng)的慘痛經(jīng)驗(yàn)，這次圖-16飛機(jī)被部署在西奈以南的機(jī)場(chǎng)，遠(yuǎn)離以色列空軍的打擊范圍。戰(zhàn)爭(zhēng)開(kāi)始后，從10月6日至22日，圖-16導(dǎo)彈轟炸機(jī)向西奈半島的敵方目標(biāo)發(fā)射了KSR-2和KSR-11型巡航導(dǎo)彈。大多數(shù)文章和專著引用以色列來(lái)源稱共發(fā)射了25枚導(dǎo)彈。但根據(jù)蘇方參與者的回憶，實(shí)際發(fā)射的導(dǎo)彈不超過(guò)十枚。盡管以色列軍方，特別是飛行員的高水平不容忽視，但關(guān)于以色列防空系統(tǒng)成功攔截超過(guò)20枚導(dǎo)彈的報(bào)道也有所夸大。 這些夸大數(shù)字的原因只能猜測(cè)；也許是由于恐懼心理，也可能是出于信息戰(zhàn)的目的。某些國(guó)內(nèi)作者認(rèn)為，這些數(shù)字的夸大旨在營(yíng)造一種防空系統(tǒng)能夠攔截高達(dá)90%的導(dǎo)彈的印象。無(wú)論如何，至少有五枚導(dǎo)彈成功擊中目標(biāo)。這里還有一個(gè)有趣的事實(shí)，進(jìn)一步增加了對(duì)以色列來(lái)源的懷疑。最初，特拉維夫僅提到擊中了一兩個(gè)目標(biāo)——一座雷達(dá)站和位于西奈的某個(gè)“野戰(zhàn)倉(cāng)庫(kù)”。然而，隨著時(shí)間推移，以色列官方最終承認(rèn)，圖-16發(fā)射的巡航導(dǎo)彈確實(shí)造成了更大的損失，摧毀了多個(gè)軍事目標(biāo)，包括：位于沙姆沙伊赫的空中交通控制點(diǎn)、雷菲丁、烏姆哈西法和西奈的511基地指揮所。這些導(dǎo)彈通常是從地中海上空或者從開(kāi)羅方向的陸地上空發(fā)射的。 值得注意的是，埃及“圖-16”的導(dǎo)彈應(yīng)用效果相對(duì)較好，盡管這些導(dǎo)彈是經(jīng)過(guò)削減的出口型號(hào)KSR-2，配備了單通道的制導(dǎo)頭，幾乎沒(méi)有防干擾能力。與此同時(shí)，埃及還積極使用圖-16Р偵察機(jī)。根據(jù)埃及方面的說(shuō)法，圖-16飛機(jī)沒(méi)有損失，而以色列則宣稱擊落了一架飛機(jī)。
在1976年春季與埃及的軍事合作斷裂后，我國(guó)停止了對(duì)埃及的設(shè)備備件供應(yīng)。為了保持現(xiàn)有的戰(zhàn)斗機(jī)隊(duì)，埃及向東大尋求幫助。1977年夏季，在與利比亞的為期四天的沖突中，最后一次使用了埃及的圖-16飛機(jī)。在沖突中，埃及空軍對(duì)多個(gè)利比亞目標(biāo)進(jìn)行了攻擊，包括托卜魯克、埃爾-阿德姆和庫(kù)夫拉基地。大多數(shù)來(lái)源稱，對(duì)庫(kù)夫拉基地的空襲中摧毀了兩座雷達(dá)站的就是圖-16，因?yàn)榘＜皼](méi)有其他能達(dá)到該距離的裝備。利比亞宣布擊落了兩架導(dǎo)彈轟炸機(jī)，但開(kāi)羅并未承認(rèn)任何損失。到了九十年代初，埃及空軍仍擁有16架圖-16，但到了21世紀(jì)初，這些飛機(jī)都已從戰(zhàn)斗序列中退役。
到六日戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)時(shí)，伊拉克空軍擁有六架圖-16，駐扎在哈班尼亞基地。6月6日，四架飛機(jī)嘗試對(duì)特拉維夫進(jìn)行打擊。然而，由于發(fā)現(xiàn)故障，三架飛機(jī)被迫返回。剩下的指揮官飛機(jī)繼續(xù)飛行，但同樣不幸。由于航測(cè)員準(zhǔn)備不足，飛機(jī)未能飛往以色列首都，而是誤飛到了距離預(yù)定目標(biāo)幾十公里遠(yuǎn)的納坦亞。投下炸彈后，圖-16轉(zhuǎn)向北飛往以色列的拉馬特-達(dá)維德空軍基地。 伊拉克飛行員的再次失誤導(dǎo)致他們未能發(fā)現(xiàn)跑道和停機(jī)坪上的飛機(jī)。當(dāng)飛機(jī)經(jīng)過(guò)時(shí)，后座射手才看到目標(biāo)并朝敵方機(jī)場(chǎng)射擊了幾次。然而，轟炸機(jī)的災(zāi)難并未結(jié)束。很快，它被“幻影”戰(zhàn)斗機(jī)攔截并用K.530導(dǎo)彈擊中。但堅(jiān)固的圖-16經(jīng)受住了打擊，繼續(xù)飛行。最終，這架飛機(jī)被以色列防空炮兵用40毫米“博福斯”高射炮擊落。這次，機(jī)組成員幸存下來(lái)，雖然他們?cè)趹?zhàn)俘營(yíng)里待了一段時(shí)間。1973年戰(zhàn)爭(zhēng)中，伊拉克的圖-16沒(méi)有參與作戰(zhàn)。 在七十年代，伊拉克購(gòu)買(mǎi)了8架圖-16КСР-2-11導(dǎo)彈轟炸機(jī)，這些飛機(jī)與超音速的圖-22一同組成了兩支轟炸機(jī)中隊(duì)。這些飛機(jī)參與了1974年在庫(kù)爾德斯坦對(duì)抗叛軍的行動(dòng)。
到1980-88年伊朗-伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)開(kāi)始時(shí)，伊拉克空軍裝備了八架圖-16。在戰(zhàn)爭(zhēng)的初期，薩達(dá)姆積極使用這些飛機(jī)對(duì)伊朗的陣地和敵方后方的各種目標(biāo)進(jìn)行打擊。特別是，這些空中戰(zhàn)艦對(duì)德黑蘭機(jī)場(chǎng)、伊朗防空系統(tǒng)的雷達(dá)站以及石油基礎(chǔ)設(shè)施目標(biāo)進(jìn)行了攻擊。轟炸機(jī)特別積極地攻擊了屬于伊朗和中立國(guó)的油輪。 在戈?duì)柊蛦谭驎r(shí)期，備件供應(yīng)被停止，導(dǎo)致這些飛機(jī)停飛。后來(lái)，伊拉克從東大購(gòu)買(mǎi)了四架H-6D導(dǎo)彈轟炸機(jī)，配備了大量的C-601導(dǎo)彈。這些后期引進(jìn)飛機(jī)參與了戰(zhàn)爭(zhēng)的最后階段，攻擊了伊朗的城市和哈爾格島的石油終端。這些飛機(jī)使用了炸彈和導(dǎo)彈武器。 到1991年美國(guó)及其盟國(guó)對(duì)伊拉克發(fā)動(dòng)攻擊時(shí)，大多數(shù)伊拉克的圖-16已經(jīng)停飛并在地面被摧毀。然而，仍能起飛的飛機(jī)成功躲過(guò)了空襲。
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