Одновременно с работой над Ту-4 Туполев приступает к 77-му проекту: это конструкция, предназначенная для внедрения реактивных двигателей на большие самолеты. 77-й проект был начат в самом конце войны и базировался на серийном Ту-2, который получил новое обозначение – Ту-12. Вместо двух поршневых моторов на самолет установили пару роллс-ройсовских реактивных двигателей «Нин», каждый из которых развивал тягу 2 270 кгс.

Решение пойти по пути модернизации серийного Ту-2 позволила осуществить постройку Ту-12 всего за два с половиной месяца, хотя, справедливости ради надо сказать, что проектные работы заняли почти два года. Поскольку реактивные двигатели наиболее эффективны на больших высотах (по мнению конструкторов, для Ту-12 это составляло порядка 11 000 м) необходимо было герметизировать кабину пилотов. Кроме того, потребовалось переделать крыло и стабилизатор. Первые полеты Ту-12 в июле 1947 года выявили ряд проблем: более текучий по сравнению с бензином керосин приводил к протечкам, в связи с чем было признано необходимым герметизировать топливную систему. Параллельно велись поиски новых материалов, которые позволили бы улучшить конструкцию.

В результате проект был переименован в 73-й. Испытательные полеты самолета 77-го проекта свидетельствовали о недостатке мощности, и Туполев принимает решение: третий двигатель установить в хвостовой части фюзеляжа (хотя впоследствии такой вариант установки двигателя применялся на многих реактивных самолетах, для 1947 года это было беспрецедентное решение). Был выбран двигатель «Дервент» фирмы «Роллс-Ройс». За первым испытательным полетом 29 декабря 1947 года последовала серия успешных испытаний, в результате которых родился 81-й проект: самолет Ту-14, первый советский серийный бомбардировщик с реактивной тягой. На нем устанавливались два двигателя ВК-1 конструкции Владимира Климова.

Убедившись в отлаженности программ по Ту-4 и Ту-14, Туполев приступает к проектированию стратегического бомбардировщика дальнего радиуса действия. Здесь в полной мере были применены все новые приемы проектирования, рожденные колоссальным опытом работы в военное время. Улучшилось математическое обеспечение проектных работ. Все это позволяло проектировщикам находить оптимальные профили новых самолетов. Туполев останавливает выбор на стреловидном крыле. Экспериментальный образец самолета Ту-82, в котором просматриваются «семейные» черты Ту- 14, впервые поднимается в воздух в марте 1949 года. Получив результаты летных испытаний, Туполев усовершенствует самолет: теперь это машина 88-го проекта с новыми двигателями АМ-3 конструкции Микулина тягой 9 000 кгс. Именно на 88-м проекте Туполев доводит до совершенства методику, известную под названием «правила головастика». Хотя конструкторское бюро Туполева впервые опробовало эту методику еще при создании самолета Ту-2, мировую известность она приобрела как «правило площади», которое сформулировал в 1953 году в США Р.Т.Уиткомб: это методика, позволяющая сочетать форму фюзеляжа и геометрию крыла, оптимальную для околозвуковых скоростей. С учетом достигнутых к концу 40-х – началу 50-х годов показателей тяги и лобового сопротивления, было решено сузить фюзеляж самолета в направлении от центральной части к хвосту, что и давало в итоге туполевский эффект «головастика».

На первом самолете 88-го проекта, взлетевшем в апреле 1952 года, удалось достичь скорости 1 012 км/час. В то же время серийные машины отличались избыточным весом и не могли выйти на уровень технического задания по дальности полета. В этих условиях Туполев решает ликвидировать значительную часть стыков на фюзеляже, сделать его более монолитным и одновременно понизить скорость на высотах менее 6 000 м. Проведенные доработки позволили сократить вес почти на 6 т. По завершении работ самолет под наименованием Ту-16 передается в серийное производство на авиазаводы: сначала в Казани, а позднее и в Воронеже (эта машина выпускалась также по лицензии в Китае). Хотя большинство Ту-16 в конце 80-х годов были выведены из боевого состава советских ВВС, их еще можно было встретить в строевых частях вплоть до 1992 года.

В начале 50-х советское правительство проявляет серьезное беспокойство по поводу достигнутого западными странами прогресса в области создания больших стратегических бомбардировщиков дальнего радиуса действия. По инициативе командования ВВС правительство ставит перед Туполевым задачу: разработать большой, высокоскоростной самолет с дальностью полета более 10 000 км и высокими летно-техническими характеристиками. Изучив показатели имевшихся на тот момент реактивных двигателей, Туполев приходит к выводу, что ни один из них не обеспечит решение поставленной задачи. Но сдаваться – не в правилах Туполева. Он направляет в промышленность заявку на создание турбовинтовых двигателей, обеспечивающих мощность на валу не менее 10 000 л.с., и на разработку высокоэффективных воздушных винтов. КБ Кузнецова в Самаре приступает к работе над двигателем, а КБ Жданова в подмосковном Ступине работает над воздушным винтом.

Взяв за основу Ту-85 с поршневым двигателем, Туполев в самом начале 1951 года начинает работу над проектом нового самолета. И хотя двигатель Кузнецова еще не готов, уже через полтора года великолепный самолет Ту-95 выполняет свой первый полет с двигателями 2ТВ-2Ф, установленными в качестве временного варианта. В сущности, примененные двигатели представляли собой форсированные моторы ТВ-2, в которых усилие на соосные воздушные винты противоположного вращения передавалось при помощи специально сконструированного редуктора. Надо сказать, что к числу главных причин, обусловивших будущий успех нового самолета, относились сконструированные КБ Жданова воздушные винты. Но успехи придут позднее, а пока…

11 мая 1953 года в ходе испытательного полета загорается один из двигателей. Экипажу не удается погасить возникший пожар, и опытный образец Ту-95 терпит катастрофу. Погибают члены экипажа летчик-испытатель А. Перелет и бортинженер В. Чернов. Туполев тяжело переживал гибель людей и считал себя лично виновным в случившемся. Тем не менее в феврале 1955 года, после довольно значительной доработки и установки двигателей НК-12 конструкции Кузнецова, в первый полет отправляется второй Ту-95.

Несмотря на то что с конца 30-х годов приходится по большей части заниматься военными машинами, Туполев не забывает и о самолетах для гражданского воздушного флота. Ту-70 оказался великоват для «Аэрофлота»: время таких больших самолетов еще не пришло. Между тем в конце войны в Великобритании был создан так называемый комитет по «Брабазону» 1* , которому, среди прочего, было поручено определить перспективные потребности гражданской авиации страны. Комитет пришел к выводу, что новое поколение авиалайнеров будет использовать газотурбинные двигатели, как реактивные, так и турбовинтовые. Выводы комитета были использованы фирмой «Де Хэвилленд» при создании пассажирского самолета «Комета». В мае 1952 года впервые в мировой истории открывается авиатрасса Лондон – Йоханнесбург, обслуживаемая реактивным пассажирским самолетом «Комета». В середине этого же года к проектированию советского реактивного лайнера приступает Туполев. Невзирая на серьезное сопротивление, никогда не боявшийся борьбы конструктор упорно отстаивает свои планы. Среди его противников те, кто считает, что необходимо, в первую очередь, накапливать опыт создания военных самолетов с реактивной тягой. Еще более активное сопротивление оказывают люди попросту неготовые к огромным капиталовложениям, необходимым для развития инфраструктуры аэропортов и служб управления воздушным движением. Побеждает точка зрения Туполева: он разрабатывает для доклада правительству концепцию создания реактивного пассажирского авиалайнера, и в начале 1954 года проект утверждается.

Замысел Туполева состоит в том, чтобы использовать опыт, накопленный при строительстве Ту-16 (88-й проект). Из этой конструкции заимствуются компоновка кабины пилотов, многие бортовые системы самолета. Новый авиалайнер берет у своего предшественника профиль и угол стреловидности крыла, а также сходную схему расположения двигателей вблизи корневой части крыла. При этом размах и хорда крыла увеличиваются. Такой подход существенно упростил всю работу и позволил сэкономить время. Наконец, схожесть двух самолетов в значительной мере обусловила общность программ подготовки летных экипажей.