Еще один весьма экзотический проект разрабатывался с 1955 г. под руководством П.В. Цыбина, возглавлявшего ОКБ-256 Государственного комитета авиационной техники (ГКАТ) при Совете Министров СССР. Предполагалось создать своеобразную двухступенчатую систему, состоявшую из самолета-носителя (на первом этапе предполагалось использовать специально модернизированный самолет Ту-95Н, а с 1956 г. в ОКБ А.Н. Туполева начал прорабатываться специальный носитель — самолет «108», имеющий треугольное крыло и способный развивать скорость до 1500 км/ч). Второй ступенью должен был являться одноместный реактивный самолет-бомбардировщик PC, способный развивать скорость до 3000 км/ч. Его предполагалось оснастить двумя спаренными ЖРД-ускорителями и двумя крейсерскими прямоточными воздушно-реактивными двигателями (ПВРД) конструкции Бондаренко (одновременно в ОКБ СМ. Лавочкина и В.Н.Челомея разрабатывались беспилотные крылатые летательные аппараты «Буря» и «Буран», оснащенные такими же двигателями и имеющие межконтинентальную дальность полета при Мкр.=3).

Расчетная суммарная дальность полета самолета PC составляла 12 500-13 500 км. Эскизный проект был выпущен 31 января 1956 г., однако в дальнейшем выяснилось, что тяжелая термоядерная бомба (подобные боеприпасы весили тогда не менее 3000 кг) в сочетании с необходимостью размещения на борту ЛА летчика со всеми необходимыми системами жизнеобеспечения для полета продолжительностью несколько часов не позволяют уложиться в заданные ограничения по массе. Это привело к переориентации ОКБ на создание скоростного высотного разведывательного самолета РСР, в конструкции которого был использован технический задел, полученный при создании бомбардировщика PC.

Все же магистральным направлением развития стратегической авиации оставалось создание сверхзвуковых самолетов сухопутного базирования. Одними из первых за решение этой задачи взялся В.М. Мясищева. С 1952 г. в его ОКБ изучались проекты сверхзвуковых бомбардировщиков М-30, М-31, М-32, М-33 и других (всего было исследовано около 20 проектов), не обладавших межконтинентальной дальностью. В соответствии с указанием замминистра авиационной промышленности от 4 марта 1953 г. был проработан проект сверхзвукового (или, как писали в документах того времени, «зазвукового») самолета М-34 со взлетной массой 180 000 кг, крейсерской скоростью 1350— 1450 км/ч, высотой полета над целью 17 000 м и практической дальностью 8000 км (расчетные данные по этому самолету были представлены в МАП 10 марта 1953 г.).

В 1956 г. в ОКБ началось создание стратегического самолета с межконтинентальной дальностью М-50, предназначенного для замены бомбардировщика ЗМ. В сравнительно короткий срок был спроектирован и построен уникальный по тем временам летательный аппарат, рассчитанный на достижение скорости, близкой к М=2, и межконтинентальной дальности полета. Решающую роль в создании М-50 сыграли такие специалисты ОКБ Мясищева, как Л.Л. Селяков (главный конструктор М-50), Л.И. Балабух, И.Б. Заславский, Л.М. Роднянский, В.А. Стопачинский, В.А. Федотов. В работах по программе принимали участие и крупнейшие ученые ЦАГИ М.В. Келдыш, А.И. Макаревский, Г.С. Бюшгенс и другие. Совместно с ЦАГИ было проанализировано более 30 вариантов аэродинамической компоновки самолета, прорабатывался, в частности, самолет, выполненный по схеме «утка» с тонким (относительная толщина 3,5— 3,7%) треугольным крылом, стреловидным цельноповоротным горизонтальным и вертикальным оперением. Конструкция самолета обеспечивала возможность длительного полета на малой высоте с большой скоростью.

Крыло было выполнено с использованием монолитных прессованных панелей. Топливо размещено не только в фюзеляжных баках, но и под треугольным крылом, двухкилевым оперением и четырьмя двигателями на подкрыльевых пилонах, а также самолет, выполненный по нормальной схеме со стреловидным крылом, двумя двигателями на подкрыльевых пилонах и двумя — на коротких пилонах в хвостовой части фюзеляжа.

«Вздыбливающаяся» передняя четырехколесная тележка велосипедного шасси при достижении определенной скорости на разбеге поворачивалась вокруг оси, при этом передняя пара колес поднималась вверх, угол атаки увеличивался и длина разбега значительно уменьшалась.

Для торможения самолета при пробеге применялась четыре лыжеподобные стальные балки, при помощи гидравлической системы прижимавшиеся к «бетонке». Прорабатывался также вариант сброса после взлета двух колес каждой стойки: посадочный вес значительно меньше взлетного, и при посадке можно обойтись четырьмя колесами вместо восьми, однако опасения конструкторов вызвала возможность разрушения сброшенными колесами аэродромных сооружений.

Впервые в практике отечественного самолетостроения применена аналоговая полностью автоматическая ЭДСУ (на первом опытном самолете дублировалась жесткой механической проводкой, которую в дальнейшем предполагалось демонтировать).

Совместно с ЦАГИ была разработана автоматическая система, которая регулировала положение ЦТ самолета при переходе на сверхзвуковой режим перекачкой топлива фюзеляжных баков. Имелась автоматическая система обеспечения устойчивости. Электрическая система переменного тока.

Экипаж самолета М-50 состоял из двух человек, сидящих тандемом в кабине «истребительного» типа. Для отработки системы управления на различных режимах полета в ОКБ был создан стенд-тренажер.