A l'exception de l'aile totalement différente, la configuration, la taille et la masse du M-50 était comparable aux appareils de la famille M-4 et 3M. En fait, chaque composant était totalement nouveau, des pneux jusqu'aux pompes hydrauliques. L'aile était de configuration delta, avec un profil Tsagi R-11, seulement 3,5 à 3,7 % d'épaisseur relative, et un angle de bord d'attaque de 50° de l'implanture jusqu'au moteur intérieur et de 41°30 de ce moteur jusqu'au saumon.

Les saumons étaient renforcés pour supporter les moteurs extérieurs. Le bord d'attaque principal avait une courbure fixe, alors que le bord de fuite comportait des ailerons à double fente rectangulaires et des flaperons extérieurs. Structurellement, elle comportait quatre longerons transversaux et sept nervures forgées, le revétement étant constitué par les panneaux forgés et usinés. A cette époque c'était, et de loin, le plus grand appareil "supersonique" testé en vol.

L'énorme fuselage avait une forme aérodynamique très pure, et était revétu avec des panneaux usinés. Le pilote et le navigateur étaient installés en tandem dans une cabine pressurisée avec des sièges éjectables vers le bas. L'empennage comportait trois surfaces avec des masses anti-flutter et un système de commande à circuits hydrauliques quadruplés. Un système de commande mécanique de secours était également installé.

Plusieurs moteurs ont été envisagés, le Dobrynin VD-10 étant finalement sélectionné. La construction du prototype étant achevé avant la fin de la mise au point de ce moteur, le M-50 volera avec deux turboréacteurs Dobrynin VD-7 sous pylônes et deux autres sur les saumons d'aile. En raison du caractère provisoire de ces moteurs, les entrées d'air des nacelles étaient à géométrie fixe. Evalués à 9750 kgp de poussée, ces moteurs étaient les mêmes que ceux du 3M.

De même, le train d'atterrissage était monotrace comme sur le Mya-4, mais en fait il était totalement nouveau. Un des problèmes de base était que la soute à bombe devait être assez longue pour emporter en interne le missile de croisière M-61 de 11 mètres de long.

Ceci impliquait que le boogie arrière, qui supportait 63 % de la masse, était placé assez près de la queue, réduisant les possibilités d'incliner l'appareil au moment du décollage. Une réponse aurait été d'employer d'énormes surfaces d'empennage, avec l'augmentation de trainée consécutive. La solution retenue (déjà utilisée pour le M-4 et le 3M) a été d'utiliser un train d'atterrissage avant de grande taille qui placait l'appareil dans une position très cabrée. L'appareil décollait tout seul quand la vitesse de 300 km/h était atteinte.

Le carburant était logé dans le fuselage, et utilisait un dispositif unique à l'époque de transfert de carburant pour lutter contre le déséquilibre longitudinal provoqué au moment du passage en vol supersonique. Le carburant était rapidement pompé du réservoir n°1 (derrière la cabine) vers le réservoir n° 8 (dans la queue) et vice versa lors de la décélération en vol subsonique). Plus de 10 ans après, la même idée, créditée par Myasishchev à L. Minkin, sera employée avec succès sur le Concorde.

Sources :

SOVIET X-Planes de Y. Gordon & B. Gunston