Появлению машины предшествовала научно-исследовательская работа по теме «34», в ходе которой специалисты ОКБ ЭМЗ тщательно исследовали Як-25РВ. Выбор аэродинамической компоновки несущей поверхности представляет сложную задачу. Нередко приходится отвергать, казалось бы, выгодные во всех отношениях технические решения. Так было и при создании М-17. Первоначально его крыло напоминало перевернутую чайку, за что проект и получил соответствующее название, но впоследствии от этой идеи отказались. Итогом поиска оптимальной несущей поверхности стало так называемое адаптивное крыло с переменным профилем.
Подобные технические решения предлагались и раньше, а упрощенный их вариант в виде отклонения закрылков, создающих избыточную подъемную силу для улучшения маневренности и поднятия потолка самолетов – не редкость в авиации. В данном случае подобную идею предстояло реализовать на качественно новом уровне и получить требуемые характеристики самолета. Изменение площади крыла и кривизны профиля позволяет реализовать высокие значения коэффициентов подъемной силы на разных высотах с дозвуковыми скоростями при приемлемых коэффициентах лобового сопротивления. Полет на подобном самолете должен проходить по «огибающей поляре».
В данном случае для М-17 кривизна профиля крыла П-173-9 увеличивалась почти на 3 процента, а его площадь – на 23 процента, что позволяло при прочих равных условиях поднять потолок почти на 1500 метров. С изменением кривизны крыла меняется и его поляра. Полет же на самолете с подобным крылом происходит как бы по огибающей совокупности изолированных поляр крыла. Такое раздвижное крыло, защищенное авторским свидетельством, установили на первом экземпляре М-17. Список авторов совместного изобретения, сотрудников ЭМЗ и ЦАГИ, возглавил В.М. Мясищев.
Закрылки занимали почти всю заднюю кромку крыла. Но не стоит думать, что разработанная механизация явилась панацеей для всех решений конструкторских задач. Механизированное крыло с улучшенной аэродинамикой заметно потяжелело. Кроме этого элеронам, необходимым для управления по крену, оставалось мало места и пришлось дополнительно ввести интерцепторы.
Не менее сложной задачей оказался выбор параметров силовой установки. Опыт полетов на Як-25РВ, не имевшем ни средств механизации крыла, ни тормозных щитков, показал, что из-за значительной тяги двигателей Р11В-300 на режиме малого газа на предельных высотах снижение самолета оказывалось возможным либо после выпуска шасси, либо после отключения одного из двигателей. Но здесь таилась опасность: вновь запустить ТРД можно было лишь на высотах около 6000 м. Из-за недостаточного дросселирования двигателей на больших высотах сильно сужался и без того небольшой диапазон полетных скоростей.
При создании будущего М-17 разработчики остановили свой выбор на высотном варианте двигателя РД36-51В, создававшегося для сверхзвукового лайнера Ту-144. Однодвигательная силовая установка всегда легче двухдвигательной, при такой же суммарной тяге. Однако у однодвигательного самолета, выполненного по классической схеме, есть одно «но»: для ТРД, размещенного в фюзеляже, приходится делать довольно протяженные выхлопные и воздухозаборные устройства, снижающие тягу двигателя.