Весь планер и системы бомбардировщика были перепроектированы. Действовавшие в то время нормы прочности тяжелых самолетов задавали перегрузку при маневре с максимальным весом не менее 2,5 и при полете в болтанку – 3,0. Мясищеву удалось доказать, что эти требования завышены, и перейти к более легкой конструкции. Снизить массу позволили и другие мероприятия, в частности замена резины топливных баков на полиамидную пленку. В результате массу пустой машины удалось снизить по сравнению с серийным М-4 почти на 3 т.
Специальный транспортный самолет ВМ-Т «Атлант» во время демполета с макетом груза 1ГТ
Самолет-заправщик 3MH-II. Авиабаза Энгельс, 1980 г.
Стратегический бомбардировщик ЗМД (борт 30) стал музейным экспонатом. Монино, 1989 г.
Корневая часть лонжерона самолета ЗМ
Первый прототип бомбардировщика ЗМ доставили из Филей в Жуковский разобранным по Москва-реке
Самолет получил новое крыло большего размаха, без излома по задней кромке, с уменьшенным числом аэродинамических перегородок на одну пару и новым профилем на концевых частях. Опыт эксплуатации М-4 позволил отказаться от поперечного V стабилизатора. Аэродинамическое качество машины достигло рекордного значения – 18,5 единицы. Для сравнения: этот показатель у Ту-16 был порядка 14, а у весьма совершенных по тому времени зарубежных самолетов «Вулкан» и В-47 – 17,0 и 17,25, соответственно. Превысить 19 единиц удалось только на тяжелых машинах с изменяемой стреловидностью крыла В-1В и Ту-160.
В носовой части ЗМ разместили негерметичный отсек РЛС, закрытый радиопрозрачным обтекателем. Переднюю кабину перекомпоновали, при этом рабочее место штурмана-бомбардира расположили под летчиками со смещением влево, а снизу создали фонарь. Количество членов экипажа уменьшили на одного человека.
Шасси и система управления были значительно улучшены. Усовершенствовано оборудование, в т.ч. установлен навига- ционно-бомбардировочный автомат ИБА. В связи со снятием с вооружения 6-тонных бомб реализовать грузоподъемность в 24 т стало невозможно, и ее снизили до 18 т. В грузоотсеке предусмотрели подвеску дополнительных баков одновременно с бомбами, а еще два ПТБ решили подвесить под крыло. Максимальная взлетная масса самолета превысила 200 т, при этом сохранилась длина разбега, что было обеспечено улучшением аэродинамики и увеличением тяги двигателей.
Эскизный проект самолета ЗМ и макет передней его кабины были представлены к защите в начале осени 1954 г. Опытный самолет N90201 построили в Филях с использованием агрегатов серийного М-4. Его сборка завершилась 30 октября 1955 г. Так как двигатели ВД-7 в то время находились в стадии испытаний и надежность их вызывала сомнения, полеты ЗМ решили начать, оснастив его двумя ВД-7 и двумя АМ-ЗА. Процесс наземных испытаний и отладки опытной машины занял довольно много времени. В воздух она поднялась с аэродрома ЛИИ только 27 марта 1956 г. под управлением экипажа М.Л.Галлая.
Первый полет прошел весьма драматично. Едва оторвавшись от полосы, самолет начал плавно, но неуклонно задирать нос. Прекратить это не позволила даже полная «отдача» штурвала. Еще несколько секунд, и многотонная машина свалилась бы. Тогда Галлай принял, пожалуй, единственно верное решение – убрать газ. Самолет умерил свой пыл, а остатка тяги хватило для набора высоты в 500 м. Летчик развернул машину и стал заходить на посадку, строго выдерживая скорость. Однако самолет проскочил точку касания и понесся над бетонкой. «Притереть» его удалось, только выпустив тормозные парашюты. На этом неприятности не закончились. На пробеге при интенсивном торможении отказала гидросистема, и пришлось переходить на аварийную. Огромной полосы аэродрома испытательного института хватило для благополучного завершения полета.