С 6 июня 1957 г. по 29 июля 1958 г. прошли испытания самолетов-снарядов Х-20. От ОКБ-155 всеми испытаниями по беспилотной тематике руководил И.А. Шустер. При обработке данных, решении вопросов динамики и траектории использовалась первая в стране БЭСМ-1, находившаяся в Институте точной механики АН СССР, а весной 1959 г. первая такая вычислительная машина появилась и в лаборатории ОКБ. Испытания Х-20 шли удовлетворительно, без проявления существенных дефектов системы. Летом 1958 г. Ту-95К и Х-20 демонстрировали Н.С. Хрущеву, посетившему ЛИИ. Глава государства благосклонно оценил увиденное, что было немаловажно для судьбы проекта (для ОКБ-23 Мясищева такой визит завершился скорым расформированием).
Х-22 – сверхзвуковая крылатая ракета воздушного старта, большой дальности с фугасно-проникающей или ядерной БЧ. Конструктивно ракета представляет собой цельнометаллический моноплан с фюзеляжем большого удлинения, треугольным крылом высокой стреловидности и крестообразным оперением, плоскости которого служили рулями, управлявшими ракетой по курсу, крену и тангажу. Фюзеляж Х-22 состоит из 4-х отсеков. Треугольное крыло со стреловидностью 750, по передней кромке имеет сверхзвуковой симметричный профиль с относительной толщиной 2 %.
Ракета имеет четкое деление по функциональным отсекам фюзеляжа: носовой отсек занимает аппаратура ГСН; за ним располагается БЧ с системой подрыва; баки-отсеки с компонентами ракетного топлива; энергетический отсек с аккумуляторной батареей, автопилотом и агрегатами воздушной и гидравлической систем; в хвостовом отсеке находится ЖРД с турбонасосным агрегатом подачи топлива и рулевые приводы. Энергообеспечение осуществляется при помощи «сухой» ампульной батареи с преобразователем (на подвеске все системы ракеты подпитываются от «борта» носителя). Энергоемкость батареи обеспечивает 10-минутное питание потребителей.
При заправке Х-22 снаряжается 3049 кг окислителя и 1015 кг горючего.
ТТХ ракеты: длина – 11,65 м, размах – 3,0 м, высота с выпущенным килем – 2,448 м, диаметр фюзеляжа – 0,92 м, масса – 5740 кг.
Основной вариант Х-22 разрабатывался с системой управления на основе активного радиолокационного самонаведения. Пуск мог выполняться в диапазоне высот от 10 км до практического потолка при истинных скоростях 950—1500 км/ч. Дальность высотного пуска Х-22 с головкой ПГ составляла 300—310 км. На практике рубеж обнаружения крупного корабля-цели составлял 350—370 км, а дальность пуска – 260—280 км. После отцепки ракеты самолет остается на курсе еще 50—60 км, и экипаж контролирует полет ракеты, убеждаясь, что она ушла к цели. При отцепке на высоте 10—12 км ракета набирает высоту 22,5 км и летит на скорости 1000 м/с (М = 3,6).
1. Захват цели РЛС носителя и АРГСН ракеты. Пуск и отворот.
2. Расфиксация рулей и запуск ЖРД.
3. Разгон и набор высоты.
4. Полет на маршевой высоте 22 500 м, управление автопилотом по трем осям и по ГСН (курс и дальность). Двигатель на режиме поддержания скорости.
5. Для ракеты Х-22Н – полет на одной из заданных маршевых высот в диапазоне от 12 000 до 22 000 м. Управление – программируемый автопилот и АРПГСН.
6. Выключение двигателя и перевод ракеты в пикирование под углом 30° после достижения определенного угла отклонения луча ГСН.
7. Подрыв БЧ по данным ГСН или при контакте с целью.
Вариант Х-22Н/НА оснащался ГСН с активным радиолокационным координатором цели «ПМГ». Система управления ракеты вместе с самолетной станцией «ПНА» составляли систему управления авиационно-ракетного комплекса «Планета». Х-22Н снаряжалась обычной БЧ массой. Фугасно-кумулятивная БЧ вызывала разрушение борта корабля и пробоину площадью 22 м2, выжигая кумулятивной струей отсеки на глубину 11—12 м. Ракета Х-22 НА снаряжалась ядерным зарядом. Обнаружение крупных наземных объектов станцией «ПНА» с больших высот обеспечивалось на дальности 350—500 км.
Второй вариант ракеты – Х-22МА – имел «автономную» (инерциальную) систему наведения, и она оснащалась головкой «ПСИ». Она предназначалась только для поражения площадных объектов ядерным зарядом.