Особенностью Ту-126 являлась малая уязвимость при выполнении боевой задачи. Она обеспечивалась тем, что этот самолёт не мог быть уничтожен ракетами с пассивными радиолокационными системами наведения. Существовавшие в то время ракеты «воздух – воздух» или «поверхность – воздух» были малоэффективны при борьбе с ним, так как он сам их обнаруживал задолго до подлёта с помощью бортовой РЛС и средств радиотехнической разведки. Это позволяло выполнять маневр и срывать захват цели специальной аппаратурой. Ту-126 мог осуществлять функции разведчика корабельных соединений, имевших в своём составе авианосцы. Достаточно высокая скорость полёта давала ему возможность избежать перехвата палубными истребителями.

В ходе эксплуатации Ту-126 дооснащались дополнительными средствами радиотехнической разведки, совершенствовалась система связи с наземными командными пунктами, на части самолётов смонтировали унифицированные хвостовые отсеки (УХО) с аппаратурой РЭП.

Ту-126 использовались в системе ПВО в северных и восточных районах, над морскими и океанскими просторами, работая по воздушным целям. При этом они взаимодействовали с дальними истребителями-перехватчиками, в том числе и с туполевскими машинами Ту-128 и Ту-128М. Выяснилось, что совместные действия могли обеспечить вынесение рубежей перехвата воздушных целей, летящих со скоростью до 900 км/ч (например, американских бомбардировщиков В-52 и В-47, а также британских семейства «V»), на 1000 км от береговой черты. В связи с этим в состав экипажа Ту-126 ввели офицера наведения. Таким образом, к функциям дальнего обнаружения добавили наведение истребителей ПВО, хотя первоначально по заданию тактико-технические требования подобного использования комплекса не предусматривали.

Ту-126. На снимке хорошо видна радиопрозрачная часть обтекателя антенны РЛС

Летающая лаборатория ЛЛ-А (ЛЛ «А»)

Когда комплекс Ту-126 приняли на вооружение, он был достаточно эффективным, а по некоторым конструктивным решениям – новаторским. Но в конце 1960-х гг. ударная авиация стран НАТО перешла к тактике преодоления рубежей ПВО на малых и предельно малых высотах. Потребовался новый комплекс, способный обнаруживать низколетящие цели на фоне земли. В связи с этим Ту-126 стали постепенно заменять на самолёты А-50 с комплексом «Шмель». Лётные испытания последнего проводились в 1970-х гг. на первом опытном образце Ту-126 (№ 68601), переоборудованном на авиазаводе в Таганроге.

Макет Ту-126 с комплексом «Шмель»

С 1965 г. в Научно-исследовательском институте приборостроения в Москве приступили к работе над новым комплексом воздушного базирования, способным обнаруживать цели, летящие на предельно малых высотах над любым рельефом местности (степь, горы, лес, водная поверхность). Основываясь на результатах этих исследований, в научно-производственном объединении «Вега-М» под руководством главного конструктора В. Иванова в 1969 г. начали проектирование нового радиолокационного комплекса «Шмель», предназначенного для установки на самолёт-носитель.