Рабочее проектирование нового сверхзвукового бомбардировщика, получившего по ОКБ шифр «самолет 105А», началось в августе 1957 г.

Первоначальный проект аэродинамической компоновки предусматривал лишь обжатие фюзеляжа на участке крыло-фюзеляж, компоновка и форма крыла в плане оставались практически без изменений. В ходе проектирования с целью максимального использования эффекта «правила площадей» и получения дополнительных свободных объемов крыла под топливо, крыло было также полностью перепроектировано: отказались от наплыва-утолщения в его корневой части, в котором в первом варианте размещались основные стойки шасси. ОКБ вернулось к крыльевым шассийным гондолам-обтекателям, постановка которых, в данном случае, отвечала «правилу площадей», выполняя функции тел вытеснения. По передней кромке крыла в его корневой части ввели небольшой наплыв, улучшавший при полетах в трансзвуковой зоне характеристики устойчивости и управляемости самолета.

Конструктивные улучшения должны были дать значительную экономию массы пустого самолета (41300 кг для самолета «105А», против 47000 кг самолета «105». Расчеты, сделанные в январе-феврале 1958 года для самолета «105А» (официальный шифр Ту-22) с крылом площадью 145,6 кв.м в варианте компоновки крыла еще без крыльевых гондол с двигателями ВД-7М, НК-6 и НК-10, дал следующие результаты:

На этот период ОКБ-276 обещало дать двигатель НК-6 с максимальной взлетной тягой 22000 кгс, при удельном расходе топлива 1,7 кг/кгс ч и тягой 12000 кгс на высоте 11000 м при скорости 1400 км/ч, с удельным расходом топлива 1,6 кг/кгс ч, при сухой массе двигателя 3200 кг.

Модель самолета «106» с двигателями НК-10

Модель самолета «105А» с двигателями ВД-7М

Вариант с двигателями НК-10 появился в проработках ОКБ в 1957 году, после того как ОКБ-276 предоставило ОКБ-156 материалы по нему. Проект НК-10 был развитием НК-6 и должен был иметь максимальную взлетную тягу 26000 кгс, при удельном расходе топлива 1,5 кг/кгс ч., на высоте 14000 м при скорости 2500 км/ч - 20000 кгс и 1,83 кг/кгс ч и на высоте 11000 м при скорости 2500 км/ч - 15500 кгс и 1,42 кг/кгс ч., сухая масса НК-10 составляла 3400 кг. Эти первые прикидки по самолету «105А» с НК-10 стали отправными для работ по проекту однорежимного ударного самолета, рассчитанного на крейсерский длительный полет со скоростями, соответствующими М=2,5-3,0, вскоре выделившимися в отдельную тему и получившую обозначение по ОКБ - самолет «125» (Ту-125).

Проблему увеличения дальности полета, помимо повышения аэродинамического качества на крейсерском дозвуковом режиме и улучшения экономичности двигателей, можно было решить за счет введения системы дозаправки топливом в полете. При этом в случае заправки от Ту-16 дальности полета на М=0,9 получались следующие: при одной заправке на прямом пути -7400-7800 км; при одной заправке на обратном пути - 7800-8200 км; при двух заправках на прямом и обратном пути - 10000-10500 км.

В случае заправки от Ту-95: при двух дозаправках на прямом и обратном пути дальность получалась 14000-15000 км. При условии полета на М=0,9 до первой дозаправки и после второй дозаправки и при полете (1800-1900 км) на М=1,3 между дозаправками - 10200-10800 км.