Занимающий среднюю часть фюзеляжа грузовой отсек (длина – 28 м, ширина – 3,4 м, высота – 4,6 м) имел пол с грузозахватными приспособлениями и специальными замками, которые обеспечивали крепление груза в полете (транспортных средств или посадочных мест для личного состава). Кроме того, специальные направляющие позволяли грузить негабаритные грузы и колесные транспортные средства. Загрузка производилась через люк, образующийся при повороте влево носовой части корпуса на угол 90°.
Корпус был выполнен заодно с центропланом. Днище корпуса килеватое, образовано системой поперечных и продольных реданов. В носовой части и в центре масс предусматривалось установить качающиеся в вертикальной плоскости гидролыжи. Кормовая часть корпуса делилась на два этажа. Внизу на главной палубе находилось помещение электрооборудования и каюта экипажа.
Профиль низкорасположенного свободнонесущего крыла, состоящего из центроплана и двух консолей, был оптимизирован для движения вблизи экрана. Концы консолей были снабжены поплавками, играющими роль глиссирующих шайб. Крыло разделялось на 14 герметичных отсеков, два из которых являлись топливными баками.
Интересно Алексеев решил проблему старта экраноплана с воды. Вдоль передней нижней кромки крыла он предложил разместить специальные щитки с углом отклонения до 70°, а в районе задней кромки крыла установить пятисекционные закрылки-элероны с углами отклонения от -10 до +42°. Столь необычную схему механизации крыла он выбрал по необходимости, так как в положении на плаву задняя кромка крыла экраноплана находится в воде. Перед взлетом запускались носовые стартовые двигатели и реактивные струи от них направлялись под крыло. После выпуска закрылков и щитков за счет повышенного давления под крылом экраноплан приподнимался из воды.
Стабилизация полета экраноплана осуществлялась вертикальным килем и стабилизатором, а управление полетом – рулем направления и рулем высоты. Вверху на вертикальном оперении располагался маршевый двигатель, навигационные огни и антенны радиотехнических средств. Стабилизатор – высокорасположенный, свободнонесущий, трапециевидной формы в плане. Руль направления двухсекционный.
Поставленная заказчиком задача высадки десанта на берег заставила конструкторов искать способы осуществления выхода экраноплана на сушу. Все оказалось совсем не просто: помимо обеспечения перемещения по грунту самого корабля необходимо было сохранить прочностные характеристики конструкции и герметичность корпуса. Решили использовать колесное шасси самолетного типа и гидролыжу. Шасси экраноплана снабжались двухколесной передней и десятиколесной основной опорами. Колеса не тормозные (впоследствии вопрос об установке тормозов рассматривался), передние колеса поворотные, подвеска независимая. Передние колеса убирались втягиванием в корпус, основные гидроцилиндрами заваливались за главную гидролыжу. Шасси совместно с лыжно-амортизирующим устройством (носовая и основная гидролыжи) и поддувом обеспечивали проходимость по грунту, снегу и льду.
Силовая установка экраноплана «Орленок» состояла из турбовинтового маршевого двигателя НК-12МК с соосными винтами противоположного вращения диаметром б м в кормовой части и двух двухконтурных турбореактивных стартовых двигателей типа НК-8-4К, размещенных внутри носовой части корпуса и отключаемых в полете.
Двигатель НК-12МК (тягой 15500 кгс), обеспечивающий экономичный крейсерский полет, был установлен на вертикальном оперении экраноплана в районе стыка киля со стабилизатором. Такое размещение было необходимо для защиты двигателя от соленых брызг и струй при взлете, а также снижения вероятности заливания двигателей в полете при волнении и засоления от аэрозолей в морской атмосфере.