Компонуя двигатели для нового самолета, конструкторы начали со схемы, принятой на Ту-144 (четыре двигателя в едином пакете под задней частью центроплана, что позволяло использовать возникающие под крылом косые скачки уплотнения для увеличения аэродинамического качества сверхзвукового полета). Однако такая схема приводила к чрезмерным потерям полного давления в длинных воздушных каналах, а индивидуальное регулирование воздухозаборников в некоторых случаях вызывало их негативное взаимовлияние.

Невысокой оказалась и надежность "плотной связки" двигателей. При аварии или пожаре одного из них могли быть выведены из строя и остальные. Совместно с ЦАГИ на 14 моделях было проведено большое количество продувок различных вариантов компоновок силовой установки. Был даже построен натурный макет воздухозаборника с двумя каналами, огибавшими балку центроплана сверху и снизу. Такое решение обеспечивало достижение лучших аэродинамических параметров и наибольшее снижение заметности, но технологические трудности и сомнения в уровне боевой живучести не позволили реализовать этот вариант. В результате поиска, как уже говорилось ранее, был выбран вариант попарного размещения двигателей в горизонтальной плоскости под интегральным центропланом в двухмерных, многорежимных подкрыльевых воздухозаборниках с вертикальным клином регулирования воздушного потока (аналогичные воздухозаборники прошли всестороннюю летную проверку на Ту-144). Одной из главных причин разноса их по бокам в две отдельные гондолы стала необходимость освобождения места для грузоотсека, по праву занявшего положение вблизи центра масс.

Разработкой систем управления, механизации и гидрооборудования руководил начальник подразделения А.С. Кочегин. Разработку схем систем управления, идеологии автоматического и штурвального управления обеспечивали ведущие специалисты В.М. Разумихин, В.И. Гониодский и М.И. Лейтес со своими коллегами. Следует отметить, что Ту-160 стал первым советским серийным тяжелым самолетом, на котором применили эпектродистанционную систему управления (ЭДСУ) и передачи информации на приводы органов управления с использованием не штурвала, а обычной "истребительной" ручки. Применение ЭДСУ позволяло реализовать "электронную устойчивость" с полетной центровкой, близкой к нейтральной, в результате чего возрастала дальность полета, улучшалась управляемость и снижались нагрузки на экипаж в сложных ситуациях.

Модель самолета "160" с расположением спарок двигателей у фюзеляжа

Серьезные исследования в области вооружения и вся практическая работа по внедрению современных методов, средств и агрегатов бортового вооружения были проведены под руководством Д.А. Горского ведущими специалистами ОКБ в этой области И.И. Третьяковым, В.С. Демченко, А.С. Смирновым и их коллективами.

Идеология применения и выбор состава бортового радиоэлектронного оборудования была реализована под руководством Л.Н. Базенкова. Конкретными работами по системам БРЭО и специального оборудования руководили начальник подразделения Ю.Н. Каштанов, ведущие специалисты И.А. Рапопорт, В.А. Вишневский и многие другие. Работа шла в тесном контакте с ведущими ОКБ страны в области авионики и радиоэлектронной техники.

По просьбе Генерального конструктора А.А. Туполева сборка и комплексирование бортовой аппаратуры осуществлялись на базе ГосНИИАС - Государственного НИИ авиационных систем.

На этот головной институт, определявший в целом облик всего авиационного ударного комплекса, выпала огромная доля ответственности. ГосНИИАС еще с 1969 года занимался выработкой технической концепции разрабатываемого на конкурсной основе стратегического межконтинентального самолета (CMC), анализом основных параметров и оценкой эффективности различных вариантов проектов CMC, разработанных ОКБ конкурсантами. При этом параллельно подразделениями института проводилось обоснование состава вооружения и бортового оборудования. Работы выполнялись Б.П. Топоровым, О.С. Коротиным, Г.К. Колосовым, А.М. Жеребиным, Ю.А. Волковым и другими сотрудниками. После того, как конкурсная комиссия приняла решение о дальнейшем продолжении работ в ОКБ А.Н. Туполева, институт начал заниматься вопросами определения технического облика самолета и его боевой эффективности.

Еще на самом начальном этапе работ ГосНИИАС отстаивал позицию перехода на мультиплексные каналы связи в структуре бортового комплекса и установки на борт самолета новейшего оборудования. Следствием этого стало появление в структуре комплекса такой отдельной составляющей, как СУРО (системы управления ракетным оружием), которая позволяла "перекачивать" с борта самолета на ракету большое количество информации. Была также доказана необходимость создания наземной системы подготовки полетной информации. Всю работу ГосНИИАС вел в тесном сотрудничестве с подразделениями предприятий-разработчиков, которые возглавляли Л.Н. Базенков (на ММЗ "Опыт"), а также О.Н. Некрасов и В.Ф. Худов (в МИЭА).

С 1972 года началось научно-техническое сопровождение институтом разработки аванпроекта самолета, а в августе 1974 года начальник института академик Е.А. Федосов, предвосхитив предстоящий большой объем работ по дальней авиации, создал своим приказом на базе нескольких подразделений и лабораторий новое отделение №14 (его начальником был назначен В.И. Червин), которое занималось непосредственной разработкой стратегических авиационных ударных систем.

Благодаря тому, что работы по стратегическим ударным авиационным системам возглавил лично Федосов, из небольшого коллектива, в котором первоначально числилось около 60 человек, отделение № 14 превратилось в крупнейшее научное подразделение института численностью в 290 человек с самой большой лабораторной базой. Работа по самолету Ту-160 была для отделения главной. К этому времени отделение переселилось в новый корпус, специально построенный под работу над этой темой. Началось освоение новых лабораторных залов и нового оборудования, работы часто велись в три смены.