Еще во второй половине сороковых годов в ВВС ведущих стран мира появилась новая «доктрина Дуэ», когда было решено в случае войны «ослепить», измотать и обезоружить противника запуском на его территорию огромного количества беспилотных летательных аппаратов. Некоторая часть из них должна была вести разведку, некоторая была боевой, способной нести оружие, в том числе ядерное, но большая часть должна была просто как-то лететь, представляя собой цель для всевозможных систем ПВО — от истребителей и ракет до зенитных установок. Очевидно, что просто летящий, без системы наведения, беспилотный летательный аппарат был намного дешевле зенитной ракеты, и их появление в воздухе потенциального противника наносило тому колоссальный и непоправимый косвенный ущерб, создавало реальную предпосылку проникновения через самые изощренные системы ПВО настоящих носителей. Андрей Николаевич, естественно, был вынужден реагировать; в его ОКБ была выделена группа специалистов, которая начала целенаправленно заниматься созданием беспилотных летательных аппаратов (БЛА).

Работа началась без официальных приказов, без особой огласки. Это не было увлечением модной темой. С самого начала был обеспечен ряд научных направлений подхода к разработке нового направления в авиации, вызванного к жизни самим временем. И, конечно, присутствовал рациональный подход к применению тех видов авиации, где можно обойтись без пилота с целью сохранения его жизни, сэкономить по значительному ряду параметров. Отсутствие пилота на борту летательного аппарата сразу выдвигало более высокие требования к таким характеристикам самолета, как перегрузки, высотность, колебания, уровень допустимых температур и ряду других.

Первым заданием, которым начал заниматься вновь созданный коллектив, стал беспилотный ударный самолет стратегического назначения — Ту-121, или самолет «С», предназначавшийся для поражения стратегических целей на дальностях до 4000 километров.

Это была необычная для ОКБ работа. И дело не в сложности самого летательного аппарата, имевшего достаточно высокие технические характеристики: старт с ускорителями при взлетной массе 35 тонн, маршевый полет со скоростью до 2700 км/ч на высоте 22000 метров при дальности до 4000 километров. Самым необычным для начала работ были требования по боевому применению летательного аппарата и эксплуатации. Комплекс, состоящий из нескольких летательных аппаратов и средств наземного обеспечения, должен был быть полностью автономным и перебазироваться своим ходом на расстояние до 500 километров, применяться с неподготовленных в инженерном отношении площадок, сохраняя свое боевое состояние.

Вскоре в ОКБ по распоряжению А. Н. Туполева был организован отдел «К», призванный заниматься проектированием принципиально новой техники.

Одним из основных направлений отдела «К» стало создание серии проектов беспилотных самолетов различного назначения, рассчитанных на высокие сверхзвуковые скорости полета, при дальности более трех километров.

Официально задание на проектирование самолета «С» ОКБ получило в 1957 году, когда вышло постановление Совета министров СССР по разработке новой стратегической ударной системы на основе беспилотного самолета «С», обозначение по ОКБ самолет «121» (Ту-121). Головным предприятием, отвечавшим за создание всего комплекса, было утверждено ОКБ А. Н. Туполева, к работам по различным элементам комплекса привлекалось большое количество предприятий и организаций авиационной, радиоэлектронной промышленности и других смежных отраслей отечественного ВПК. Специально для самолета «121» в КБ С. К. Туманского был создан малоресурсный турбореактивный двигатель KP-15-300 с длительной тягой на форсажном режиме в 10 тонн. Впервые в отечественной практике для самолета «121» разрабатывались мощные твердотопливные стартовые ускорители с тягой 75–80 тонн. Для обеспечения эффективной работы турбореактивных двигателей на всех режимах полета отделом силовых установок был спроектирован многорежимный подфюзеляжный воздухозаборник со специальным центральным телом, с системой срыва пограничного слоя и отстреливавшимся ограничительным коллектором, оптимизировавшим работу ТРД и воздухозаборника, а также кольцевое эжекторное сопло. На смежных предприятиях, входивших в систему среднего машиностроения, для нового беспилотного самолета была спроектирована компактная ядерная боевая часть.

Самолет «121» был способен выполнять длительный полет в условиях интенсивного теплового нагрева конструкции планера, возникавшего прежде всего в условиях кинетического нагрева. Для максимальной скорости полета в 2,5–2,6M была разработана конструкция из алюминиевых сплавов с использованием элементов из жаропрочных титановых и стальных сплавов в термонагруженных зонах.

Существенный комплекс работ был проведен по созданию мобильной пусковой установки. Во второй половине 1958 года в опытном производстве были собраны первые экспериментальные самолеты «121». С 30 декабря 1958 года начались огневые испытания и первые отстрелы имитаторов на полигоне в Фаустове, позднее на полигоне во Владимировке.

Летом 1959 года первый летный экземпляр самолета «121» был перевезен на испытательную базу ОКБ. До конца августа шли проверки и отладки комплекса. 25 августа 1959 года беспилотный первенец ОКБ ушел в полет, на этом запуске, как при подавляющем большинстве стартов своих новых машин, присутствовал А. Н. Туполев.

Работы по дальнему стратегическому беспилотному ударному самолету, активно развернувшиеся с 1958 года, в 1960 году, после вмешательства Н. С. Хрущева, были прекращены, но вскоре на их базе начались работы по созданию дальнего беспилотного разведчика — ДБР-1 — «Ястреб». Они были успешно завершены в 1964 году, и сразу комплекс ДБР-1 начали строить серийно. Для того времени комплекс обладал уникальными данными: самолет-разведчик «Ястреб» имел скорость полета 2700 км/ч, дальность около 4 тысяч километров и высоту полета до 19–24 тысяч метров. Для ведения фоторазведки были созданы специальные длиннофокусные аэрофотоаппараты и станции радиотехнической разведки, которые фиксировали характеристики радиоизлучающих средств.

При формировании строевых частей и эксплуатации комплекса ДБР-1 «Ястреб» были отработаны нормы эксплуатации беспилотного комплекса, определен состав специалистов и структура строевого подразделения. Впоследствии это стало основой для беспилотных комплексов.

Эксплуатация комплекса ДБР-1 «Ястреб» наглядно доказала эффективность беспилотных комплексов в авиации. Через три года после начала его эксплуатации в строевых частях, в 1968 году, вышло новое постановление правительства о создании целого ряда беспилотных комплексов различного назначения. Туполевскому КБ, в частности, было поручено создание тактического комплекса «Рейс» — Ту-143 и оперативно-тактического комплекса «Стриж» — Ту-141.

Комплекс «Рейс» был разработан, испытан и передан в серийное производство в рекордно короткие сроки, менее чем за четыре года. В 1972 году, при жизни Андрея Николаевича было начато серийное изготовление беспилотного самолета-разведчика, стартовой пусковой установки, транспортно-заряжающей машины и контрольно-проверочного комплекса. Комплекс был быстро освоен в эксплуатации и получил широкое применение в строевых частях. Всего было серийно изготовлено около тысячи этих летательных аппаратов, эксплуатируемых до настоящего времени.