Работы по самолету проекта “487″, будущему самолету “85″ (Ту-85), начались еще в 1948 г. до получения официального задания на самолет подобного класса от ВВС. Этот проект представлял собой во многом дальнейшее развитие проектов самолета “80″ в направлении дальнейшего улучшения летно-тактических данных при использовании тех же самых типов силовых установок (двигатели АШ-2ТК, ВД-3ТК, М-35, М-501, М-51, ВК-2). Постепенно в ходе проектирования самолета переходили, по существу, к совершенно новому самолету, так как ни аэродинамические характеристики, ни тем более, удельные характеристики силовых установок, даже с учетом модернизации, не позволяли создать межконтинентальную стратегическую машину. Конкретная реализация поставленной задачи применительно к самолету “85″ была выполнена для двух типов двигателей: для двигателя воздушного охлаждения АШ-2К (носившего также обозначение АШ-4К), разработки ОКБ-19 (Главный конструктор А.Д.Швецов), и для двигателя водяного охлаждения М-253К (ВД-4К), разработки ОКБ-36 (В.А.Добрынин).
Уже в 1949 г. первые опытные двигатели АШ-2К были собраны и начали проходить заводские стендовые испытания. Во второй половине 1950 г. Ту-4ЛЛ с АШ-2К начал летать и выполнять программу испытаний и доводок нового двигателя. Эти испытания затянулись и перешли на 1951 г., двигатель на испытаниях перегревался, часто отказывал и не был в срок подготовлен для проведения Государственных летных испытаний в составе самолета “85″, начался длительный период его доводок и доработок. Из-за этого АШ-2К так и не попал на самолет “85″. Первая машина “85/1″ начала летать с ВД-4К и закончила испытания с ним, вторая “85/2″ должна была проходить испытания с АШ-2К, но до лета 1951 г. двигатель так и не был доведен до кондиции и “дублер” также отлетал с ВД-4К. В ноябре 1951 г. работы по самолету начали сворачивать, к этому моменту АШ-2К можно было ставить на самолет, но это в новых условиях потеряло актуальность. ОКБ А.Н.Туполева при проектировании “85-ой” естественно делало ставку на АШ-2К, так как его заявленные данные были выше чем у ВД-4К. Второй тип двигателя рассматривался, как резервный подстраховочный, поэтому при проработке проекта, технической документации и изготовлении самолетов в их конструкции учитывалась возможность использования обоих типов двигателей. Двигатель АШ-2К находился в малой серии до 1952 г., летал только на летающей лаборатории, однако вошел в историю авиационного двигателестроения как самый мощный реализованный в мире поршневой двигатель, выполненный в одном агрегате.
В январе 1949 г. ОКБ-36 предлагает на базе М-251ТК создать новый комбинированный двигатель М-253К на максимальную мощность 4300 л.с. В сентябре 1949 г. был закончен рабочий проект и разработаны чертежи новых узлов: импульсных турбин и турбокомпрессора ТК-36. В январе 1950 г. был готов первый двигатель и в декабре 1950 г. М-253К вместе с ТК-36 предъявляется на Государственные стендовые испытания, которые он с положительными результатами закончил в начале февраля 1951 г., подтвердив полное соответствие всех параметров заданным, а также надежность конструкции. По окончании испытаний М-253К получает обозначение ВД-4К. Во второй половине 1950 г. ВД-4К был установлен на летающую лабораторию Ту-4ЛЛ, на которой ранее проходили испытания два двигателя ВД-3ТК. Окончательно ВД-4К закрепился за самолетом “85″ в конце мая 1951 г., когда было решено поднимать “85″ в первый полет с ВД-4К, так как АШ-2К все еще страдал от “детских болезней”. С официальным завершением программы создания Ту-85, постепенно были свернуты работы по ВД-4К. Создание и летные испытания ВД-4К стали вершиной развития поршневого авиационного двигателестроения. За создание ВД-4К группе работников ОКБ-36 и ЦИАМ была присуждена в 1951 г. Сталинская премия.
Вторым важнейшим направлением работ по обеспечению получения требуемых данных самолета “85″, наряду с совершенствованием силовой установки, стало совершенствование его аэродинамики и мероприятия по повышению весовой отдачи. Основные мероприятия были направлены на совершенствование аэродинамики и конструкции крыла. Уже к началу 1949 г. ЦАГИ, на основании продувок двух моделей М-85 и М-64/85 (модель самолета “85″ с крылом от “64″ и мотогондолами под АШ-2К) смог предоставить ОКБ А.Н.Туполева основные характеристики для аэродинамического расчета предварительной оценки устойчивости и управляемости натурного самолета. В дальнейшем в ЦАГИ проводились аэродинамические исследования на моделях Ту-85 по оценке работы различных вариантов механизации крыла (закрылков) и поведению самолета на различных режимах. В результате проведенных исследований самолет “85″ получил одно из лучших по своим аэродинамическим характеристикам крыло из применявшихся на самолетах с прямым крылом.
Компоновка фюзеляжа и размещение экипажа, вооружения и оборудования в “85-ой” оставались по существу такими же как и у самолета “80″, за исключением лишь того, что передний и задний бомбовые отсеки были удлинены для обеспечения подвески в каждом из них по одной фугасной бомбе ФАБ-9000.
Для предотвращения обледенения в полете носки крыла и хвостового оперения, в отличие от самолета “80″, были оборудованы электрической системой обогрева. Электрообогрев использовался для обогрева лобовых частей моторных капотов, стекол кабин экипажа. Лопасти винтов имели жидкостную противообледенительную систему.
Системы радиотехнического, радионавигационного и радиосвязного оборудования модернизировались и в него вводились самые современные агрегаты: радиостаиции 1РСБ-70, РСБ-Д и РСИУ-3, переговорное устройство СПУ-14; радиовысотомеры РВ-2 и РВ-10; автоматический радиокомпас АРК-5; самолетные части радионавигационных систем “Меридиан” и “Материк” и т.д. Панорамный радиолокатор типа “Кобальт” был заменен на РЛС “Рубидий-М” (”Рубидий М-85″).
Был обновлен состав бортового фотооборудования: для контроля за результатами бомбометания и попутной фоторазведки на самолет устанавливались для плановой аэрофотосъемки фотоаппараты АФА-БА/40 и один из трех аэрофотоаппаратов АФА-33/50 или АФА-33/75, или АФА-33/100, вместо которых при ночных полетах мог устанавливаться НАФА-3С/50.
Рабочие чертежи на производство первого самолета, проходившего в цехах опытного завода №156, как “заказ 851″, были готовы в третьем квартале 1949 г. Опытный самолет первый раз вышел на взлетную полосу аэродрома в ноябре 1950 г., а 9 января 1951 г. экипаж А.Д.Перелета поднимает машину в первый полет, который продолжался 31 минуту и проходил с выпущенными шасси.
Из систем специального оборудования больше всего досаждали отказы панорамного радиолокатора “Рубидий-М”. На основании результатов испытаний, НИИ-17 срочно провело модернизацию, повысив надежность его элементов. Новая модернизированная РЛС получила обозначение “Рубидий-ММ”, она в дальнейшем была доведена до высокого уровня надежности и с успехом эксплуатировалась долгие годы в различных модификациях на самолетах Ту-16, Ту-95, Ту-104, Ту-114, М-4 и др.
Во время проведения Заводских летных испытаний было принято решение показать опытный самолет “85″ на традиционном воздушном параде в Тушино. Самолету отводилась роль флагмана воздушного парада. 8 июля 1951 г. самолет “85″ в сопровождении истребителей МиГ-15 пролетел на малой высоте над Тушинским полем. Самолет пилотировал А.Д.Перелет, на борту самолета находился Командующий авиацией МВО В.И.Сталин.
Летные испытания самолета “85/1″ были закончены 20 октября 1951 г., всего было выполнено 59 полетов, общей продолжительностью 142 ч. 16 мин. Испытания прошли без особых неприятностей. В дальнейшем первый опытный самолет “85/1″ использовался для отработки спецоборудования. Трехлетняя работа по созданию первого отечественного межконтинентального бомбардировщика закончилась первым успехом: самолет мог летать на дальность 12000 км.
Еще в ноябре 1950 г., до начала полномасштабных Заводских летных испытаний самолета “85/1″,было принято решение по второму экземпляру самолета, который должен был стать эталоном для серии. Второй экземпляр самолета “85″ (”85/2″), “заказ 852″ был запущен в производство на опытном заводе №156 15 июля 1950 г. и находился в производстве на заводе до конца апреля 1951 г. За время производства второй экземпляр постоянно дорабатывался на основании материалов испытаний первого экземпляра “85/1″. Самолет “85/2″ так и не дождался запланированных для него двигателей АШ-2К с винтами АВ-55 и вышел на летные испытания с ВД-4К и винтами АВ-48.
Была уменьшена величина максимальной бомбовой нагрузки до 12000 кг. В серии предполагалось, по предложению А.Н.Туполева, ликвидировать вариант подвески бомбы типа ФАБ-9000, что было разумно: самолет стратегический - оружие “Судного дня”, и лететь через океан в США с обычной фугасной бомбой калибра 9000 кг, имея в арсенале авиатранспортабельные ядерные боеприпасы, масса которых не превышала 6000 кг, было нерационально.
Также в конструкцию были внесены следующие изменения:
- Уменьшен диапазон изменений центровок, что позволило увеличить запас продольной устойчивости.
- Изменено остекление передней кабины: все одинарные стекла заменены на двойные, за исключением стекла форточки штурмана.
- Управление триммера руля высоты сделано тросовым вместо электромеханического.
- Бомболюки удлинены на 50 мм. В нижней обшивке фюзеляжа сделаны дополнительные люки: центральный для держателей осветительных бомб ЦО-САБ и боковые для вспомогательного оборудования.
- Увеличен фонарь кормовой кабины и изменены его обводы для улучшения обзора и обстрела, сверху кабины установлен обтекатель антенны РЛС “Аргон” (станция так и не была установлена на самолет из-за ее неготовности к летным испытаниям).
- Площадь крыла была уменьшена на 4,504 м2
- Изменена конструкция закрылков.
- Изменены обтекатели мотогондол внутренних двигателей. Площадь руля направления уменьшена на 0,48 м2 из-за обреза нижней части руля под установку антенны “Аргон”.