研製過程
蘇聯T4轟炸機後面圍繞飛行速度的大小展開了爭論，主要有兩種意見：第一種意見認為，飛行速度有2000～2300千米／小時就可以了，這種飛機可以用鋁合金製造；另一種意見認為，飛行速度要達到3000～3200千米／小時才能實現截獲和摧毀巡航飛彈的任務，但這樣高的速度會產生比較嚴重的氣動加熱問題，主要部件必須使用不鏽鋼和鈦合金來製造。考慮到作戰任務的需要，最後第二種意見占了上風，蘇霍伊設計局的方案正是針對這一要求提出的，因而被採納，米亞西舍夫設計局的方案最後被淘汰。
經進一步論證後提出的設計要求是，起飛重量100～120噸，飛行速度3000～3200千米／小時，飛行高度22000～24000米，航程6000千米。根據這一要求蘇霍伊設計局又對設計方案進行了修改，修改後飛機取名為T4這與蘇式飛機的傳統命名方法是完全不同的。因為飛機的起飛重量超過了100噸，所以設計局稱該機為“100”號。蘇霍伊設計局主要負責飛機的總體設計和總裝等，同時也有其它飛機設計部門、工廠和研究機構參加。而T4飛機的工藝設計和製造，原打算讓拉沃奇金設計局及其工廠承擔，甚至已試製出了飛機機身隔艙的樣件，但後來它們轉而研究火箭技術。代替其工作的是“海燕”設計局和圖申機器製造廠，它們作為T4飛機研製單位的一個組成分部，也參加該機的部分設計工作。
蘇聯T4轟炸機為了選擇和確定T4飛機的氣動外形，茹科夫斯基流體力學研究所曾進行過大量的基礎研究工作，僅進行過風洞試驗的氣動布局形式就達20多種。蘇霍伊設計局在這方面更是投入了很大的力量，1966年曾在一架蘇－9殲擊機基礎上改裝成100Л試驗機進行過飛行試驗，主要作用是驗證T4飛機的機翼。1968年又用一架蘇－7У飛機改裝成100ЛДУ試驗機，並對T4的總體布局進行過飛行試驗。
據研究證明，T4飛機在以3000千米／小時的速度飛行時會產生嚴重的氣動加熱，其機體前緣部分的表面溫度可達到300℃。這就要求飛機結構材料以及有關的部件、設備等具有耐高溫性能。為此，蘇霍伊設計局和相關研究單位，對可使用的耐熱合金、非金屬材料、種橡膠和塑膠等及其製造工藝，以及儀器設備的防熱保護等進行了廣泛的研究。這些研究成果，後來在米格－25等高速飛機的研製中也用上了蘇霍伊設計局總共製造兩架T4原型機。其中一架用於飛行試驗，設計局代號為101；另一架用於靜力試驗，設計局代號為100C。
1971年12月30日第一架原型機製造完畢，次年8月22日T4首次升空。
設計特點
蘇聯T4轟炸機在外形上，T4與超音速運輸機圖-144很相似，採用雙三角形下單翼和無平尾布局。機身細長，駕駛艙以前的圓錐形機頭在起飛著陸過程中和地面停放時可以垂下來，以保證飛行員有良好的視界。座艙後兩側有一對面積不大的梯形前翼(或稱鴨翼)，前翼為固定翼，而圖-144採用的是可伸縮的活動前翼。前翼不但可起配平和輔助操縱作用，同是在大迎角飛行時有利於改善翼面的流動狀態。大面積的雙三角形機翼從前翼後下方一直延伸到後機身兩側，總面達295.7平方米。機翼後緣是全翼展的升降副翼，分為四段，可獨立操縱。面積較大的垂直尾翼位於後機身上部，兩側沒有平尾。垂尾後緣的方向舵分為上下兩截，也可以獨立操縱由於飛機個頭大，飛行速度又快，因此必須裝四台大推力的噴氣發動機。曾打算選擇P－15БФ－300或РД－17－15渦輪噴氣發動機(推力147千牛），但由於這兩種發動機的推力太小而未被採用，最終採用了雷賓斯克設計局最新研製的РД－36－41型發動機，主任設計師是科列索夫。發動機單台推力156.8千牛，加力推力可達165.9千牛(16000公斤)，這在當時來說是推力最大的噴氣發動機。該發動機在研製過程中，曾進行過大量的地面試驗，空中試車台試驗，同時還裝在一架圖-16轟炸機上進行過飛行試驗。
四台發動機並排安裝在後機身腹部的發動機短艙內，進氣道前方有一個尖楔體，氣流從尖楔體兩側的進氣口進入，進氣量可根據飛行M數和氣壓變化進行自動調節。
蘇聯T4轟炸機機載設備有慣性導航系統，遠距前視雷達，側視雷達，以及光學、紅外線、無線電設備等。機載設備控制的配套性及自動化程度都相當高，機組乘員僅有二人（即駕駛員和領航員兼操作員）便可完成所有的飛行和作戰任務。此外，設計局還專門為T4飛機研製了一種新型空對地飛彈，該飛彈使用末段尋的引導頭、射程很遠。
蓋的，只在座艙上留一個圓形艙蓋口，機組人員可從此進出座艙。機頭處裝有潛望鏡，可供飛行員駕駛飛機起落時使用，而在其它情況下都進行儀表飛行。後來才改用機頭下垂的辦法，解決了飛機起落和停放時視野不好的問題。在飛機的著陸系統中，主起落架裝有雙室式減震器和雙重充氣裝置，可鏇轉後向後收起。
進行過試飛的第一架T4原型機(101)，空重55.6噸，正常起飛重量114噸，最大起飛重量125噸，載油量57噸，最大速度3200千米／小時，巡航速度3000千米／小時，實用升限20000～24000米，航程7000千米，起飛滑跑距離950～1000米，著陸滑跑距離850～900米。攜帶武器只有2枚空對地飛彈。
中途夭折
蘇聯T4轟炸機蘇霍伊設計局原計畫再製造幾架原型機，以完成T4飛機的各種試驗和繼續發展工作。其中已試飛的第一架原型機101號，繼續用於研究飛機在最大飛行速度條件下的安定性和操縱性，以及其它試驗；計畫製造的新的102號原型機用於航行設備的發展試驗；103號型機主要用於新型飛彈的試驗；105號原型機用於進行航空電子設備的發展試驗；而106號原型機則用於攻擊偵察武器系統的試驗。除此以外，蘇霍伊設計局還提出過發展用變後掠翼的T4М超音速偵察機和T4МС超音速戰略轟炸機計畫。但是，實際上這些計畫都沒有實現，不僅沒有再製造新的原型機和發展新的型別，而且已有的101號飛機的試飛也未能繼續下去，在它完成最後一次試飛以後，先在茹科夫斯基試飛中心放了八年，最後被莫尼諾市加加林空軍學院內的空軍航空博物館所收藏。
在T4飛機的研製過程中，開始時蘇聯軍方和航空工業部門對此都很重視，並將其列為優先保障項目。在1970年至1975年的這個五年計畫中蘇聯空軍曾計畫在喀山飛機廠製造250架T4飛機。有一次，前蘇聯航空兵主帥庫塔霍夫視察該機時，曾風趣地說：“這是真正的俄羅斯怪物”。同時，T4飛機能夠摧毀3000千米以外的地面和海上目標。儘管該機沒有採用變後掠機翼，但它的速度範圍比較寬，如果作為偵察機使用也應該是不錯的。然而，正象前蘇聯科學院院士斯維謝夫所說：影響這種具有劃時代意義飛機發展速度的是由於存在來自多方面的“暗礁”和“絆腳石”。
蘇聯T4轟炸機後來美國開始著手研製B-1戰略轟炸機，為了與之抗衡，蘇聯政府又決定研製圖-160轟炸機。從此，T4便再無人問津。得不到政府部門的支持，蘇霍伊設計局自然難以維繼，只好回過頭來繼續搞它的殲擊機
