Ту-95К (Ту-95К-20) – носитель управляемой ракеты Х-20. Ракета обладала сверхзвуковой скоростью и была снабжена ядерной боеголовкой; имела дальность полета 600 км и могла поражать наземные и морские радиоконтрастные цели. Ракета размещалась в полуутопленном положении под фюзеляжем самолета Наведение на цель осуществлялось по радиокомандам с борта самолета с помощью РЛС или в программном режиме. Самолеты модификации «К» часто использовались для различных экспериментальных работ Так, один из них участвовал в программе испытаний аналога пилотируемого орбитального воздушно- космического самолета ЭПОС, представлявшего собой орбитальный корабль двухступенчатой воздушно-ко- смической системы «Спираль» Ту-95К широко привлекались для отработки перспективных силовых установок. Некоторые самолеты были модернизированы в учебные.
Ту-95КД – подобен Ту-95К. Часть самолетов были модернизированы из Ту-95К. Имел топливоприем- ник системы дозаправки топливом в полете методом «шланг-конус». Самолет мог принимать в полете до 50 т топлива.
Ту-95КМ – модернизация всех Ту-95К и Ту-95КД. Модернизировано БРЭО: радиолокационный стрелковый прицел ПРС-1 заменили на ПРС-4, станцию радиолокационного противодействия СПС-2 – на СПС-3, станцию предупреждения СПО-2 – на СПО-3, автоматический радиокомпас АРК-5 – на АРК-11, радиовысотомер РВ-2 – на РВ-УМ, радиостанцию РСИУ-4 – на РСИУ-5. Установлена новая пилотажно- навигационная система «Путь-1Б», доплеровский указатель скорости и угла сноса ДИСС-1 и др. На части самолетов под крылом разместили по две фильтро- гондолы, предназначенные для взятия проб воздуха.
Ту-95КУ – учебный вариант Ту-95К.
Ту-95К-22 – модернизация Ту-95КМ. Оснащен ракетой Х-22, которая была способна поражать наземные и морские цели как ядерными, так и обычными боеголовками. Самолет мог нести одну (под фюзеляжем) или две (под крылом) ракеты типа Х-22. Кормовая стрелковая установка заменена аппаратурой РЭП. На части самолетов под крылом находилось по две фильтрогондолы, предназначенные для взятия проб воздуха.
Ту-95МС – носитель УР Х-15, Х-55. Самолет предназначен для поражения крылатыми ракетами важных стационарных объектов днем и ночью в любых метеоусловиях и в любой точке земного шара. В отличие от Ту-95, модернизированная машина имеет новое крыло с более скоростным профилем. Полностью заменено БРЭО. В состав последнего включены две бортовые ЭВМ. Модернизируются бортовые средства РЭБ. Самолет оснащен барабанной внутрифюзеляжной ПУ ПКУ-6-5, рассчитанной на 6 крылатых ракет большой дальности. На внешних узлах подвески могут размещаться 10 или 8 крылатых ракет.
Ту-95МР – стратегический разведчик. Создан на базе Ту-95М. Оснащался станцией радиотехнической разведки и фотооборудованием, а также РЛС «Рубин- 1Д» с фотоприставкой.
Ту-95РЦ – разведчик-целеуказатель для ВМФ. Предназначен для взаимодействия с кораблями и подводными лодками; для радиолокационной, радиотехнической и фоторазведки надводных целей и целеуказания подводным лодкам, кораблям и береговым батареям, оснащенным управляемым ракетным оружием. На самолетах убраны створки грузоотсека, а в самом грузоотсеке установлена часть аппаратуры радиотехнической разведки. Под грузоотсеком размещена антенна РЛС.
Ту-95У – учебный самолет. Модернизация серийных самолетов разных модификаций. При переоборудовании снималось бомбардировочное вооружение и оборудование.
Ту-116 (Ту-114Д – «Дипломатический») – транспортный самолет. Модернизация двух серийных бомбардировщиков. В бомбоотсеке была смонтирована гермокабина с иллюминаторами для комфортного размещения 20-24 человек. Использовался в ВВС до конца 80-х годов.
Ту-119 – летающая лаборатория для отработки ядерной силовой установки. В начале 1960-х гг. на базе самолета Ту-95М был разработан экспериментальный самолет с ядерным реактором. Предполагалось, что последний, установленный в фюзеляже, будет приводить в движение два двигателя из четырех. Однако до практического использования программа не была доведена.
Кроме того, на базе самолета созданы летающие лаборатории различного назначения для отработки двигателей, вооружения и бортового оборудования, а также самолет ДРЛО Ту-126, самолет ПЛО Ту-142 и пассажирский самолет Ту-114. Всего выпущено более 500 самолетов Ту-95 различных модификаций.
Базовый Ту-95 выполнен по нормальной аэродинамической схеме и представляет собой высокоплан с четырьмя турбовинтовыми двигателями НК-12, расположенными в стреловидных крыльях. Впервые в мировой практике создания самолетов такого класса на Ту-95 установлены турбовинтовые двигатели. Они снабжены дифференциальными редукторами, вращающими два сдвоенных винта в противоположные стороны.