Сам корпус десантного «Орлёнка» делился на три части. В носовой части находился кабина экипажа из девяти человек, стартовые турбовентиляторные двигатели тягой по 10 тонн (расположены внутри корпуса под углом к его оси), отсек радиоэлектронного оборудования и антенна радиолокационной станции. Для погрузки десанта носовая часть фюзеляжа поворачивалась налево, образуя люк в грузовой отсек. В поворотной части также располагалась пулемётная установка с крупнокалиберным пулемётом «Утёс».
В зависимости от предназначения, средняя часть корпуса могла использоваться как пассажирский салон или грузовая кабина. Масса перевозимого на борту груза — до 20 тонн. В хвостовой части были расположены агрегаты силовой установки, гидравлической и электрической систем. Крыло экраноплана выполняло много функций. Будучи герметичной водонепроницаемой конструкцией, оно обеспечивает положительную плавучесть летательного аппарата, создает подъёмную силу и эффект экрана. Внутри него также находятся топливные баки.
Крейсерскую скорость до 350 км/час «Орлёнку» позволяет развивать главная силовая установка, состоящая, во-первых, из маршевого турбовинтового двигателя НК-12МК (такие же установлены на транспортном самолёте Ан-22 «Антей» и стратегическом бомбардировщике Ту-95) мощностью около 15 тысяч лошадиных сил и, во-вторых, из двух стартовых турбовентиляторных двигателей НК-8-4К (устанавливались на пассажирском лайнере Ил-62).
Двигатель НК-12МК установлен на вертикальном оперении машины в перекрестии киля со стабилизатором. Подобная схема установки двигателя объясняется желанием конструкторов уберечь его от брызг морской воды при взлёте и посадке, а также для снижения возможности засоления в результате воздействия аэрозолей морского воздуха. Двигатель приводит в движение тянущие соосные четырёхлопастные винты АВ-90 диаметром шесть метров, вращающиеся в разные стороны.
Стартовые двигатели НК-8-4К, имеющие весьма ограниченный ресурс (всего 300 часов) экипаж включает только при взлёте: при разбеге их струи с помощью поворотных газовыхлопных насадок направлены под крыло, создавая своеобразную воздушную подушку и поднимая экраноплан из воды, а при разгоне до крейсерской скорости — на горизонтальную тягу. Чтобы снизить аэродинамическое сопротивление, их воздухозаборники вписаны в общий контур носовой части «Орлёнка» перед фонарём кабины пилотов.
Экраноплан перед спуском на воду
Первый полёт эта уникальная машина совершила в 1972 году. На испытаниях над Каспийским морем «Орлёнок» показал прекрасные лётно-технические качества: взлетал и садился при волнении моря до четырёх баллов, совершал полёты с крейсерской скоростью до 350 км/час на высоте около двух метров. Дальность полёта составляла более 1000 километров.
Машина имела универсальное базирование — экраноплан мог выходить для погрузки-разгрузки прямо на берег с уклоном до пяти градусов или же стоять на специальной плавучей понтон-площадке. Шасси «Орлёнка» было снабжено двухколёсной поворотной передней и десятиколёсной основной опорами, обеспечивающими движение по грунту, льду или снегу.
Не обошлось на испытаниях и без аварии. Во время одного из очередных полётов в 1975 году, когда на борту «Орлёнка» находилась многочисленная комиссия из сорока человек во главе с заместителем министра судостроения, экипаж отрабатывал взлёт и посадку при небольшом волнении моря.
Пилот машины ошибся и неправильно рассчитал манёвр при посадке и резко ударил машину о волну. Треск ломающихся конструкций свидетельствовал о том, что посадка вышла далеко не мягкая. Алексеев немедленно занял место пилота и повел машину как катер на базу, до которой было около 40 километров. «Орлёнок» благополучно выдержал длительный морской переход и своим ходом подошёл к Каспийску. Взорам встречавших экраноплан на берегу людей открылась страшная картина — у машины не было хвостового оперения и кормы. Они остались где-то на просторах Каспийского моря, отвалившись при сильном ударе о водную поверхность.
Эта авария имела и положительную сторону — наглядно продемонстрировала высокую живучесть экраноплана. Не каждый летательный аппарат или корабль смог бы добраться до своей базы с подобными тяжёлыми повреждениями. Но государственная комиссия причиной аварии назвала недостаточную прочность конструкции экраноплана, совершенно проигнорировав грубую ошибку пилота, и то обстоятельство, что накануне этого рокового полёта летчики посадили «Орлёнка» на камни. И хотя машину тут же удалось благополучно снять, в корпусе образовались трещины, не замеченные механиками при подготовке к новым полётам.