Как уже отмечалось, дальность Ту-22 оказалась ниже заданной, увеличить же ее
можно было лишь путем дозаправки топливом в полете. В начале 1960-х гг.
процедура дозаправки бомбардировщиков Ту-95 и 3М была достаточно хорошо освоена
строевыми экипажами, поэтому установка на Ту-22 системы дозаправки в полете по
схеме "конус" ни у кого не встретила возражений. В 1962-1963 гг. аналогичными
устройствами (доработав топливную систему) оснастили два серийных самолета (No.
3083012 и No. 901). При этом машины получили обозначение Ту-22РД. Буква "Д" в этих
индексах обозначала именно наличие системы дозаправки. Топливо перекачивалось с
танкера "изделие Н" - переоборудованного Ту-16.
Заводские испытания Ту-22РД начались в первой половине 1964 г. и сводились к
отработке методики контакта двух машин - заправляемой и заправщика. Летные
испытания шли очень тяжело. За год выполнили лишь четыре перекачки горючего. В
сумме перекачали 25 т, в то время как лишь одна полная дозаправка могла
достигать 13 т. Чтобы отработать методику дозаправки, военным
летчикам-испытателям потребовалось свыше 60 полетов. Первые полеты выполнил Ю.В.
Сухов, а заканчивал программу Герой Советского Союза Е.А. Климов, совершивший 45
"стыковок".
Один из полетов во время государственных испытаний едва не закончился летным
происшествием. При выпуске шланга с танкера не включилась топливная система,
наполнявшая его горючим. Лишенный жесткости, он болтался в воздушном потоке, как
веревка. Заправочный конус оторвался и пролетел в опасной близости от силовой
установки самолета, пилотировавшегося Ю.В. Суховым.
В ходе испытаний Климов совершил один из самых продолжительных испытательных
полетов на Ту-22РД. Его самолет прошел по маршруту через Северный полюс. С двумя
дозаправками экипаж находился в воздухе 9 ч 48 мин. Почти три года продолжались
испытания Ту-22РД, и в 1965 г. началось его серийное производство. Одновременно
подверглись аналогичной доработке все ранее выпущенные машины. Самолеты с
устройствами дозаправки имели уменьшенный запас топлива - у них снимался
передний бак.
Серийные Ту-22РД комплектовались двигателями РД-7М2 с увеличенной тягой.
Максимальная скорость возросла до 1640 км/ч, достигнув заданной постановлением
Совета Министров СССР величины. Все эти машины имели элерон-закрылки и
усовершенствованное шасси.
На самолётах первых серий
устанавливалась кормовая пушечная установка ДК-20 с 23-мм пушкой Р-23.
Позже вместо неё устанавливался контейнер со станцией постановки активных
помех (СПС-151/152/153). Последовательно улучшались системы электронного
противодействия. Базовый оборонительный комплекс состоял из двух пассивных
датчиков облучения радарами: “Автомат-2”, работающий на частотах
истребителей-перехватчиков и “Автомат-3” - на частотах наземных РЛС. В начале 60-х годов лётчик-испытатель
Герой Советского Союза Е.А.Климов совершил полёт на Ту-22РД через Северный
полюс с двумя дозаправками продолжительностью 9 ч. 48 мин.
Серийно выпускался с 1965 года. После распада СССР 30 разведчиков Ту-22РД достались Украине.
Часть самолетов Ту-22РД оснастили аппаратурой радиотехнической разведки
"Куб". Они именовались Ту-22РДК.
Дальнейшим развитием самолета стала модификация
Ту-22РМ. Это был разведчик-бомбардировщик. Отличается съёмным контейнером со станциями радиотехнической разведки "Тангаж" и инфракрасной "Осень", наличием РЛС бокового обзора "Шомпол" и
станции постановки активных помех СПС-151. Фотооборудование перенесено из бомбоотсека на место демонтированного топливного бака
No.1. Изготовлен в 1975 году.
На рубеже 1970-1980-х гг. по теме "Профиль" началась разработка модификации
Ту-22РДМ с применением съемного контейнера с разведывательным оборудованием.
В 1981-1982 годах ранее выпущенные Ту-22РД переоборудовались по типу Ту-22РДМ.