Как отмечалось выше, возрастание возможности опустошительного воздушного удара с применением ядерного оружия по основным военно-политическим и экономическим центрам СССР заставило Советский Союз бросить большие силы и средства на создание и развитие современной системы ПВО, способной вести борьбу с современными средствами воздушного нападения Западного блока. Первые, поступившие на вооружение ПВО СССР в 50-ые годы, зенитно-ракетные комплексы С-25 и С-75, при всех их достоинствах, обладая ограниченной дальностью и мобильностью, не в состоянии были прикрыть огромную территорию страны. Создание на их базе сплошного пояса ПВО по всему периметру госграницы было просто нереально по экономическим соображениям (например, развертывание локальной системы ПВО на базе С-25 вокруг Москвы потребовало миллиардных затрат и выполнения огромного объема монтажно-строительных работ). В то же время, тогдашний уровень отечественной авиационной и ракетной техники позволял создать современные авиационно-ракетные комплексы дальнего перехвата, способные вести эффективную борьбу с воздушными целями на больших удалениях от своих баз и прикрываемых объектов. Именно таким комплексом должен был стать туполевский комплекс Ту-28-80, к проектированию которого в 1957 году приступило ОКБ А.Н. Туполева. В июне 1957 года под руководством С.М. Егера начались изыскательские работы по теме, получившей по ОКБ обозначение самолет "128", официальное - Ту-28 (комплекс Ту-28-80).

Двигатель АЛ-7Ф-1

В течение года работы в ОКБ шли практически в инициативном порядке и только через год, 4 июля 1958 года, вышло Постановление Совета Министров СССР № 608-293, согласно которому ОКБ А.Н. Туполева как головная организация по созданию комплекса, должно было обеспечить создание комплекса Ту-28-80 в составе дальнего истребителя-перехватчика Ту-28 с двумя двигателями АЛ-7Ф-1, с ракетной системой "воздух-воздух" К-80 и системой наведения перехватчика на цель "Воздух-1". Самолет-носитель должен был обеспечивать максимальную скорость на форсаже 1700-1800 км/ч, продолжительность полета на дозвуке (900-1000 км/ч) около 3,5 часов, комплекс должен был перехватывать дозвуковые и сверхзвуковые цели на высотах до 21000 м. Срок предъявления комплекса на заводские испытания оговаривался первым кварталом 1960 года, а на государственные - в четвертом квартале того же года. К работам по комплексу подключались: ОКБ A.M. Люльки - двигатель АЛ-7Ф-1 и его дальнейшее развитие АЛ-7Ф-2; ОКБ В.А. Добрынинина - двигатель ВД-19, более мощный чем АЛ-7Ф-1 и АЛ-7Ф-2, и предназначавшийся для варианта Ту-28, рассчитанного на скорости более 2000 км/ч; ОКБ М.Р. Бисновата - ракеты К-80 с радиолокационной и тепловой головками самонаведения (ГСН); ОКБ Ф.Ф. Волкова - бортовая РЛС РП-С ("Смерч") и другие предприятия и организации военно-промышленного комплекса СССР и смежных с ним ведомств. Сложность работы по комплексу для ОКБ А.Н. Туполева состояла не только в создании самолета-носителя (худо-бедно прототип Ту-98 уже летал), но в основном в организации четкого взаимодействия большого количества предприятий и организаций, участвовавших в проектировании комплекса. Для координации и руководством работ от ОКБ по комплексу А.Н. Туполев назначает первоначально ответственным руководителем по теме Д.С. Маркова, но из-за его огромной загрузки по самолетам Ту-16, Ту-22, Ту-104, в 1959 году передает руководство работами по комплексу И.Ф. Незвалю, назначив его Главным конструктором по Ту-28-80. Проектирование самолета Ту-28 и АРК Ту-28-80 имело следующие важные особенности, которые стали во многом определяющими для проектирования подобных комплексов в СССР. Носитель проектировался на базе тяжелого и сравнительно маломаневренного бомбардировщика самолета "98", поэтому в основу создания основных элементов комплекса было положено положение о том, что при борьбе с воздушными целями самолет-носитель не должен совершать маневр для выхода на одну высоту с этими целями, как это делалось в большинстве других авиационных комплексов перехвата. Большая дальность полета ракет К-80 и возможность поражения ими целей, летящих со значительным превышением над самолетом-носителем, позволяли ему выполнять полет на значительно меньших высотах, чем цель. Это давало возможность значительную часть маневра на перехвате перенести с самолета-носителя на ракеты и производить расчет самолета на величины эксплуатационных перегрузок на вертикали не более 2-2,5 g, а ракет на 15 g. Самолет-носитель в процессе перехвата должен был выполнять вертикальный маневр ("горка" с углом до 20°), что позволяло уменьшить потребные углы сканирования в вертикальной плоскости бортовой РЛС вверх со 112°, что технически было осуществить весьма сложно без значительного увеличения размеров носовой части самолета-носителя, до 70°. Для повышения боевой эффективности комплекса две из четырех ракет К-80 должны были иметь полуактивные радиолокационные ГСН для обеспечения атак с передней полусферы и две ракеты К-80 с тепловыми ГСН для обеспечения атак в задней полусфере и атак при организации атакуемой целью радиотехнических помех. По расчетам, выполненным в ОКБ, общая боевая эффективность комплекса (вероятность поражения цели) при перехвате одиночного дозвукового бомбардировщика класса В-47 или В-52 при стрельбе двумя ракетами составляла порядка 0,76-0,77. Большая дальность обнаружения и сопровождения целей РЛС "Смерч" и большая дальность полета ракет К-80 должны были на практике обеспечить атаки целей с любых ракурсов. Большая расчетная дальность полета самолета-носителя в сочетании с возможностью длительного барражирования (3,0-3,5 часа) в зоне и на направлениях ожидаемых ударов авиации противника должны были вынести до 1500 км рубежи перехвата целей, не допуская самолеты противника к охраняемым объектам или в зоны пуска ракетного оружия класса "воздух-земля". Сравнительно большая дальность обнаружения целей бортовой РЛС "Смерч" и большая дальность полета ракет не требовали точного вывода самолета-носителя на цель с помощью наземных средств наведения. Комплекс был приспособлен для наведения с земли с помощью достаточно простой системы "Воздух-1". Однако, в основном комплекс рассчитывался на возможность полуавтономных действий в радиолокационном поле станций обнаружения целей типа "Лена" или "Лиана" - последняя должна была устанавливаться на самолете Ту-126 и входить в перспективный комплекс ДРЛО, а также для автономных действий при выдаче на борт перехватчика дискретных данных о положении. Все это давало возможность успешно применять комплекс Ту-28-80 в зонах, где отсутствовали системы автоматизированного наведения и где их создание потребовало бы больших материальных затрат (Сибирь, Дальний Восток, приполярные и арктические районы).