Техническое руководство всеми работами по созданию САУ-4, СДУ-4 и АТ осуществлял заместитель главного конструктора И.Г. Зайцев
В четвертом квартале того же года, были составлены и согласованы с ЦАГИ, ЦИАМом, ВИАМом, НИАТом и другими научно-исследовательскими организациями планы совместных работ, обеспечивающих выполнение первого этапа разработки комплекса.
В 1963 г. было построено 6 моделей и проведены испытания в аэродинамических трубах 4-х моделей. В процессе исследования прочности конструкции изготовлено 50 опытных отсеков и проведены их испытания.
А.С. Зажигин. (Ильдар Бедретдинов)
В начале 1964 г., после того как самолет Т-4 был принят к дальнейшей разработке, в соответствии с заданными тактико-техническими требованиями (III), в конструкторском бюро П.О. Сухого приступили к эскизному проектированию ударного самолета Т-4.
У компоновки самолета, предложенной на конкурс, был весьма серьезный недостаток - шасси не вписывалось в предназначенный для него отсек. Наилучшее решение этой проблемы - уборка тележки основных опор шасси под перевернутый на 180° воздухозаборник с горизонтальным клином. Специалисты ЦАГИ категорически отвергли это предложение, поскольку на клине с отрицательным углом торможения происходит потеря восстановления коэффициента полного давления.
Доводом ОКБ П.О. Сухого в пользу такого решения было то, что самолет Т-4 не маневренный истребитель, а летящий на постоянном угле атаки бомбардировщик, поэтому клин воздухозаборника всегда можно построить таким образом, что он будет работать на "оптимале".
Чтобы найти нужную компоновку самолета и схему уборки шасси из ЦАГИ в ОКБ был командирован Борис Хаимович Давидсон. В ходе работы предлагалось множество вариантов для выхода из создавшейся ситуации: уборка 32-х колесных тележек в крыло; взлет самолета с перевернутым воздухозаборником, то есть после выхода на заданный курс, Т-4 должен был переворачиваться кабиной вниз и так совершать полет (при посадке, бомбардировщик должен был снова возвращается в первоначальное положение) и многие др.
Еще одна проблема, возникшая при проектировании самолета с М=3 - это смещение аэродинамического фокуса машины после выхода на сверхзвук на 12-14% и возникающие с этим большие потери на балансировку самолета.
Для решения этой проблемы специалистами ЦАГИ было предложено сделать на самолете плавающее горизонтальное оперение (ПГО). При этом центр давления аэродинамических сил находился позади оси вращения ПГО, то есть он работал как "флюгер". Чтобы проверить правильность этой идеи был создан натурный стенд, где при температуре нагрева 300°С и соответствующих нагрузках испытывалось плавающее горизонтальное оперение. В итоге было выяснено, что ПГО отклоняется с запаздыванием, поэтому управление машиной терялось и фокус "бегал" по самолету.
Выход из создавшейся ситуации нашел гидравлик М.С. Марголин. Он предложил поставить впереди ПГО маленький "флюгарок". Переднее горизонтальное оперение уже крепилось нормально, и связь между ним и флюгарком осуществлялась через бустер. Имея малый момент инерции "флюгарок" быстро стабилизировался в потоке и этот же угол атаки должен был мгновенно передаваться на ПГО.
При проверке этой гипотезы выяснилось, что точность гидросистемы должна быть настолько высока, что выполнить ее практически невозможно. Нелинейные колебания "флюгарка" приводили к потере устойчивости самолета. В то время невозможно было создать статически неустойчивую машину.
В результате проведенных исследований была принята схема аванпроекта, но воздухозаборники на ней имели вертикальную поверхность торможения. Эта компоновка явилась основой эскизного проекта, который был закончен в июле 1964 г. В том же месяце эскизный проект самолета Т-4 был передан на рассмотрение Государственному комитету по авиационной технике, и в октябре 1964 г. ГКАТ совместно с Президиумом КТС его одобрили и рекомендовали самолет Т-4 к дальнейшей разработке.