Примерно в это же время в НИИ-88 (ныне ЦНИИМАШ) по инициативе Б.Е. Чертока начались исследования по астронавигационным системам, без которых поражение даже площадных целей было проблематично.
Но от оценок до практического воплощения идеи межконтинентальной крылатой ракеты пролег путь продолжительностью свыше пяти лет. Первыми к проектированию подобной машины приступили в ОКБ-1 (ныне РКК «Энергия»), возглавлявшемся С.П. Королевым, после выхода февральского 1953 года постановления правительства. Согласно правительственному документу требовалось построить крылатую ракету с дальностью 8000 км.
Этим же документом задавалась разработка экспериментальной крылатой ракеты (ЭКР) со сверхзвуковым ПВРД, прототипа будущей боевой машины. Для сокращения сроков ее создания в качестве разгонной, первой ступени предполагалось использовать баллистическую ракету Р-11.
Вторая ступень экспериментальной крылатой ракеты ЭКР
Вторая, маршевая ступень, а это и была, собственно говоря, ЭКР с лобовым воздухозаборником и нерегулируемым центральным телом, рассчитывалась под двигатель М. Бондарюка. Маршевая ступень делалась по классической самолетной схеме, но с крестообразным хвостовым оперением. Для упрощения системы управления полет ЭКР предполагался на постоянной высоте и фиксированной скорости. После выключения ПВРД от временного устройства ракета должна была переводиться в пикирование или планировать к цели.
Эскизный проект ЭКР был утвержден С.П. Королевым 31 января 1954 года, и началась подготовка к ее изготовлению. Однако в самый разгар работ по ней на основании постановления Совета Министров СССР от 20 мая 1954 года разработку крылатой ракеты дальнего действия передали в МАП. В соответствии с этим же документом в ОКБ-301 перешли работать А.С. Будник, И.Н. Моишаев, И.М. Лисович и другие специалисты. В соответствии с этим же документом в ОКБ-23 под руководством В.М. Мясищева разрабатывалась МКР «Буран».
Схема межконтинентальной крылатой ракеты «Буран» (изделие «40А»)
Одними из наиболее важных задач, стоявших перед создателями МКР «Буря» и «Буран», была разработка сверхзвукового ПВРД и системы управления. Если от силовой установки зависели основные летные характеристики ракеты, то от системы управления – не только точность попадания в цель, а сам вопрос достижения территории вероятного противника. Не менее сложной задачей оказался выбор конструкционных материалов. При длительном полете со скоростью, в три раза превышавшей звуковую, аэродинамический нагрев не допускал использование в теплонапряженных агрегатах хорошо освоенного промышленностью «крылатого» сплава дюралюминия. Стальные конструкции, хотя и выдерживали высокую температуру, сохраняя свои механические свойства, но оказывались тяжелыми. Так разработчики пришли к необходимости применения титановых сплавов. Об удивительных свойствах этого металла было известно давно, но высокая дороговизна и сложность механической обработки сдерживали его использование в авиационной и ракетной технике.
Межконтинентальная крылатая ракета в ОКБ-23 стала разрабатываться под обозначением изделие «40» в соответствии с постановлением Совета Министров СССР от 20 мая 1954 г. Ведущим конструктором «Бурана» назначили Г.Н. Назарова. Как и при создании пилотируемых самолетов, в процессе разработки «Бурана» рассматривалось несколько ее вариантов, но в итоге пришли к схеме, аналогичной принятой в ОКБ С.А. Лавочкина.