Первый Ту-22М0 («нулевка») построили в Казани летом 1969 года, и 30 августа экипаж летчика-испытателя ОКБ В.П. Борисова (второй пилот Б.И. Веремей, штурман-навигатор Л.С. Сикачев и штурман-оператор К.А. Щербаков) опробовали машину в полете. Судя по всему, из-за спешки, связанной с выполнением постановления правительства в срок, наземную отработку не провели в полном объеме, и в первом же полете появилась предпосылка к летному происшествию.

Сразу же после взлета не убрался предкрылок одной из консолей, как выяснилось впоследствии, из-за недостаточной мощности его привода. Экипаж справился с нештатной ситуацией и продолжил полет, но при заходе на посадку все повторилось и привело к раскачке самолета. Пришлось уходить на второй круг и садиться без предкрылков на скорости, больше расчетной на 100 км/ч.

В сентябре 1969 года машина перелетела на аэродром ЛИИ в подмосковный город Жуковский, где продолжили этап заводских летных испытаний и ее доводку. Немало времени ушло и на выбор формы аэродинамической перегородки, закрепленной на центроплане.

Как следует из безымянной публикации в журнале «Аэрокосмическое обозрение», в другом полете на высоте 8000 метров после отключения одного двигателя самопроизвольно выключился и второй ТРДДФ. На планировании из-за конструктивно-производственного дефекта один из двигателей удалось запустить лишь на высоте 500 метров, когда экипаж готовился к безмоторной посадке.

В то же время непосредственный участник того события летчик-испытатель Герой России В.Н. Матвеев так описывал это событие: «На 45-й машине мы с Б.И. Веремеем начали разгон от Саратова на «точку» – Жуковский. На высоте 14–15 км на сверхзвуковой скорости необходимо было создать некоторые перегрузки для проверки работы масляной системы. Вдруг хлопнул один двигатель – помпаж! Машина стала снижаться, и где-то на высоте около 12 км встал второй двигатель. Мы посыпались.

Борис Иванович сосредоточился, пыхтит, крутит штурвал. А я сижу справа и занимаюсь движками – пытаюсь их запустить. Машина то перевернется на спину, то влево накренится, то вправо. В конце концов один движок «пошел», удалось его запустить. На высоте 150 метров начали «царапаться на одном запустившемся движке, сели на базе в Жуковском».

В 1970–1971 годах завод построил пять Ту-22М0 для проведения летных испытаний. В 1970-м во время одного из полетов на высоте 13 000 метров после достижения скорости, вдвое превышавшей звуковую, из-за отказа системы наддува смялись фюзеляжные топливные баки, что вынудило ограничить на этом этапе максимальную скорость.

В мае 1971 года три Ту-22М0 летчики-испытатели МАП А.Д. Бессонов, Н.Е. Кульчицкий и заместитель начальника НИИ ВВС генерала Г.Ф. Бутенко впервые продемонстрировали правительству и высшему командному составу Советской Армии. Показ новой авиационной техники проходил под вывеской «Кристалл» в г. Ахтубинске Астраханской области.

В последнем полете на полигоне Грошево, расположенном в нескольких километрах от аэродрома института, с самолета Бутенко сбросили 69 авиабомб калибра 250 кг. Бомбы, взорвавшиеся с интервалом 30 секунд, образовали сплошную стену дыма и пыли, растянувшуюся почти на 3,5 км.

Эффект потрясающий, но, вопреки ожиданию, у самолета большого скачка в летных характеристиках по сравнению с Ту-22 не произошло.

Новое крыло, улучшив взлетно-посадочные характеристики, заметно утяжелило машину по сравнению с Ту-22. Да и параметры силовой установки из пары НК-144–22 оставляли желать лучшего. Как показали испытания, максимальная скорость «нулевки» с одной ракетой Х-22М не превышала 1530 км/ч, а дальность – 4140 км.

Два последних самолета этого типа укомплектовали кормовой артиллерийской установкой. Три «нулевки», по словам очевидцев, после испытаний передали в Центры боевого применения и переучивания летного состава Дальней авиации в Рязани и два Ту-22М0 – морской авиации в г. Остров Псковской области. Впоследствии по одной машине передали в Ачинское военное авиационное техническое училище (ВАТУ) и на учебный аэродром Военно-воздушной академии им. Н.Е.Жуковского. Несмотря на незначительное количество построенных Ту-22М0, до наших дней дошли две машины, одна из которых хранится в Монинском музее ВВС, а другая – в Киевском национальном музее авиации Украины.

Пока Ту-22М0 испытывались, в ОКБ на набережной Яузы в Москве без санкции правительства машину успели доработать, создав, по сути, новый самолет, и в июле 1971 года начали заводские испытания предсерийного Ту-22М1. В этом же году приступили к разработке более мощного и экономичного двигателя НК-25, предназначавшегося для Ту-22М следующих модификаций.

В отличие от «нулевки», на первую модификацию запланировали новые двигатели НК-22 тягой по 22 000 кгс, под которые она изначально и рассчитывалась. Внешне самолет, аппаратуру РЭП которого переместили в фюзеляж, отличался лишь оборонительным вооружением, состоявшим из кормовой установки с парой двухствольных пушек ГШ-23Л, радиолокационным ПРС-4КМ с дальностью обнаружения целей до семи километров и телевизионным прицелами, а также формой обечаек воздухозаборных устройств двигателей, близкой к прямоугольной. Но если внимательней присмотреться к машине, то можно было обнаружить доработанное крыло увеличенного размаха и ряд более мелких отличительных признаков. Кроме этого, на самолете установили автоматическую систему управления АБСУ-145. Одновременно удалось облегчить пустой самолет почти на 3000 кг.

Самолет рассчитывался на доставку к цели до двух ракет Х-22М или до 12 т бомб в перегрузку при нормальной загрузке 3000 кг.

Первый экземпляр Ту-22М1 построили на Казанском авиационном заводе, но с опытными двигателями НК-144–22, которые в серийном производстве получили обозначение НК-22 (изделие «ФМ») тягой по 20 000 кгс. В июле экипаж летчика-испытателя ОКБ Б.И. Веремея приступил к летным испытаниям опытной машины, которые показали, что максимальная его скорость взросла на 130 км/ч, а дальность – почти на 800 км. До параметров, заданных постановлением правительства, недотянули по скорости 190 км/ч и по дальности 400 км. Несмотря на заниженные по сравнению с расчетными летные данные, Ту-22М1, запустили в производство и построили девять машин, из них лишь две оснастили полным комплектом пилотажно-навигационного и прицельного оборудования.

Летные испытания новой техники всегда связаны с возникновением нештатных ситуаций. Например, на Ту-22М1 в полете на проверку устойчивости работы двигателя НК-22 с новым ионизированным розжигом форсажа на высоте 17 000 метров, близкой к динамическому потолку, и скорости, соответствовавшей числу М=0,9, у экипажа Б.И. Веремея в момент дачи РУДа произошел помпаж двигателей. Их сразу же отключили, но один все же вышел из строя. Исправный двигатель удалось запустить на высоте 8000 метров, но погода в районе аэродрома «Казбек» (открытое наименование аэродрома ЛИИ) ухудшилась, и посадку произвели на военном аэродроме Чкаловская при высоте нижней кромки облачности 50 и видимости 500 метров.

Это лишь один эпизод из «биографии» Ту-22М1, в действительности различных отказов, в том числе и связанных с риском для жизни экипажа, было предостаточно.