От цельноповоротного вертикального оперения отказались из-за чрезмерной эффективности, заменив его традиционным килем с рулем направления. На вершине киля поместили дополнительное балансировочное горизонтальное оперение, отклоняемое только вниз, на кабрирование.
Самолет рассчитывался под четыре двигателя М16-17Б (РД16-17Б) взлетной тягой по 18 500 кг. Не исключалось, однако, и использование форсированных М16-17Ф или НК-6М. При установке средней сбрасываемой тележки допустимый взлетный вес составлял 248 т. При взлете на помощь должны были прийти ускорители с ЖРД С3-42М разработки ОКБ А.А. Севрука, развивавшие тягу до 17 тонн в течение одной минуты. На передней тележке шасси для сокращения пробега предусматривалась установка тормозной лыжи. Но и в этом случае, несмотря на всю экзотичность предложенных технических решений, проект самолета не соответствовал заданным требованиям и нуждался в доработках.
В апреле 1959 года ОКБ-23 предъявило заказчику макет М-52К, так и не одобренный государственной комиссией. Вслед за этим ОКБ доработало носитель. На крыле предложили сделать геометрическую крутку с наплывами в концевых частях. На внешних мотогондолах установили «ласты» и улучшили компоновку крылатой ракеты Х-22. Эти мероприятия способствовали увеличению аэродинамического качества на околозвуковых скоростях.
В период с 29 мая по 19 июня 1959 года состоялась защита эскизного проекта М-52К. Председательствовал генерал-полковник авиации Е.Н. Преображенский. В своем заключении военные вынуждены были констатировать, что «…самолет-носитель системы М-52К выполнен как незначительная модификация стратегического бомбардировщика М-50 с сохранением схемы и без существенных изменений размеров и веса. Это приводит к невозможности использования его с аэродромов 1 класса, имеющихся вблизи возможных театров военных действий, а также к чрезмерному удорожанию системы и усложнению ее эксплуатации. По своим характеристикам самолет не соответствует постановлению Совмина и требованиям ВВС». Почти все замечания, сделанные заказчиком ранее по «пятидесятке», переходили на машину М-52.
Сложнейшей задачей при создании носителя М-52 было обеспечение требуемой дальности. При расчетном полетном весе 165 000 кг с двигателями М16-17Б радиус действия самолета в варианте бомбардировщика не превышал 4100 км. По расчетам ОКБ, при полете с двумя ракетами этот параметр не превышал 2300 км, что было почти в два раза меньше заданного постановлением правительства. В случае дозаправки носителя топливом на пути к цели до веса 215 тонн практический радиус действия возрастал до 3750 км, но все равно не соответствовал заданию. Лишь при полете с одной ракетой радиус превышал нижнюю границу задания – 4050 км.
Макет ракеты Х-22 на подфюзеляжной подвеске М-52
В двух последних вариантах система М-52К могла развить крейсерскую скорость 1700–1800 км/ч с одной ракетой на расстоянии 1800 км от аэродрома вылета, а с двумя ракетами – лишь на удалении 2960 км. Таким образом, свыше половины этого пути М-52К должен был проходить на высотах от 5500 до 8500 м на дозвуковых скоростях 800-1000 км/ч. Остальной участок приходился на режим разгона до скорости, соответствующей числу М=1,7 с набором высоты.
Заказчик также отмечал, что реально практический радиус действия системы не будет превышать 3200 и 2300 км с одной и двумя ракетами соответственно, так как взлетный вес из-за недостаточной прочности шасси ограничен 165 тоннами. Танкер 3М-Т не обеспечивал дозаправку М-52К в полете, поскольку его максимальная скорость по прибору ограничена 600 км/ч, а минимальная скорость системы – 560–570 км/ч. Запаса скорости 30–40 км/ч было явно недостаточно для маневрирования в строю заправки. Указывалось также на недостаточную тяговооруженность М-52К, что приводило к полетам с аэродинамическим качеством 4,7 вместо 5,4, к невозможности выхода на крейсерский сверхзвуковой режим при полетных весах свыше 170–180 т.
ОКБ-23 защищалось как могло. Уменьшить дистанцию разгона до сверхзвуковой скорости можно было с помощью установки форсированных двигателей М16-17Ф и НК-6М. Для дозаправки системы в полете предложили разработать самолет-заправщик на базе М-52. На одной из машин предполагались испытания ядерного реактора с опытным двигателем для самолета «30».
Острая полемика развернулась по вопросу базирования М-52К. ОКБ-23 ориентировалось в соответствии с заданием на сверхклассные аэродромы с длиной взлетно-посадочной полосы не менее 3000 м. Военные же требовали сократить длину разбега до 2500 м. В результате для взлета с перегрузочным весом конструкторы предложили применить среднюю сбрасываемую стойку с самоориентирующейся четырехколесной тележкой шасси. Она могла воспринимать до 85 000 кг взлетного веса, обеспечивая перед отрывом от земли угол атаки 13,5 градусов при скорости 430 км/ч. Предусматривалось спасение средней стойки на парашюте для ее повторного использования. В случае применения стартовых ускорителей СУ-50 тягой по 17 000 кгс дистанция разбега не должна была превышать 2950 м.
Рассматривался также вариант точечного старта с помощью ускорителей общей тягой до 360 тонн. Наклон ускорителей под углом около 53 градусов к горизонту мог обеспечить отрыв самолета с места, разгон в течение 15 секунд до скорости 550 км/ч и набор высоты 300 м на дистанции 1500–2000 м. Ожидалось, что применение точечного старта при рассредоточении мест базирования резко повысит живучесть дальней авиации в условиях внезапного нападения вероятного противника. Взлетный вес системы М-52К в этом случае доводился до 217 тонн.
Для сокращения послепосадочного пробега предлагалось использовать аэрофинишер, по типу того, что применяются на авианосцах. Для достижения повышенных летных характеристик и обеспечения заданного радиуса действия ОКБ-23 предложило модифицировать носитель в М-52А, использовав последние резервы по повышению аэродинамического качества и снижению веса планера. Прорабатывался вариант морского дальнего разведчика М-52Р.
Но все это усложняло проект и не давало необходимого результата. Советский авиапром тогда не мог решить главную задачу – создать высокоэкономичный двигатель. Тогда и появилось предложение перейти к схеме бесхвостка. Так появился проект «54». В нем сохранили почти все от самолета М-52: крыло, силовую установку, шасси, оборудование и вооружение. Правда, новая схема вынудила изменить систему управления, перейдя к элевонам. Этот проект просуществовал недолго, поскольку моторостроители пообщали довести параметры двигателей до требуемых. Вроде все и успокоились, только необходимые двигатели так и не появились ни через десять, ни через двадцать лет.
Был запланирован выпуск пяти самолетов М-52, вооруженных ракетами Х-22. Две машины предписывалось выпустить в 1960 году и три – в 1961-м. Несколько позже руководство Министерства обороны и ГКАТ обратилось в правительство с предложением ограничить выпуск тремя машинами, «использовав их для накопления опыта ГКАТ по испытанию и эксплуатации в пользу системы М-56К, не уступающей «Валькирии».
