Снижению веса планера уделялось большое внимание. После войны, когда начали копировать американский бомбардировщик В-29, конструкторы убедили специалистов ЦАГИ, что нормы прочности тяжелых самолетов слишком жесткие, и доказали, что расчетные перегрузки в ряде случаев можно уменьшить, доведя их до американских. В начале 1950-х годов Мясищев доказал, что и для реактивных тяжелых машин можно пойти по тому же пути. В итоге максимальную эксплуатационную перегрузку СДБ ограничили величиной 2,7.
Одновременно внедрялись новые технологические приемы. Для облегчения планера были затребованы дюралевые листы шириной два метра вместо стандартных полутораметровых. Это привело к реконструкции металлургических агрегатов, изготовлению новых печей для термообработки. И таких примеров можно привести десятки, если не сотни.
Создание М-4 требовало проведения все новых и новых исследований. Рабочие чертежи планера самолета были выпущены к 1 апреля, а 15 мая 1952 года началась его общая сборка.
Для достижения высоких летных характеристик было сделано все возможное. В окончательном варианте компоновки двигатели для снижения лобового сопротивления «спрятали» в корневой части центроплана крыла, а для снижения воздействия на планер горячих струй, истекающих из их сопл, последние были развернуты на несколько градусов наружу. Подобное размещение двигателей широко применяли не только англичане на первых тяжелых реактивных самолетах. По тому же пути шел и А.Н. Туполев, создавая Ту-16. Однако отличием туполевской машины стало крепление ТРД не на силовых нервюрах, а на фюзеляже в боковых выемках. Это не дало дозвуковому самолету особых преимуществ в скорости, но лишило машину в будущем возможности замены двигателей АМ-3 более мощными и экономичными. Исключение составили лишь двигатели РД16-15, разработанные под руководством П.Ф. Зубца. Но и для них пришлось дорабатывать воздухозаборные устройства.
При создании бомбардировщика М-4 конструкторы, видимо, сразу поняли эти потенциальные недостатки и «навесили» ТРД на силовых нервюрах (впоследствии это пригодилось на машине 3М, когда стали устанавливать вместо АМ-3 двигатели ВД-7). У каждого ТРД был свой воздухозаборник, что полностью исключало их взаимовлияние.
Все свободные внутренние объемы крыла с удлинением 8,65 заняли топливные баки. По мнению сотрудников ОКБ, подобное удлинение крыла в сочетании с гибкой конструкцией обеспечивали оптимальное соотношение массы и аэродинамического качества планера самолета при требуемом запасе прочности. Для сравнения отметим, что для бомбардировщика Ту-95 было выбрано крыло с удлинением 8,83. Близким к этим значениям выбрано и удлинение заокеанского бомбардировщика В-52 компании «Боинг» – 8,44.
Экипаж летающей лаборатории Ту-4. Слева – направо: Ф.Ф. Опадчий, А.И. Помазунов, А.С. Розанов
В машину внедрили много технических новшеств, и первое, что бросалось в глаза, – это велосипедное шасси. Опыт разработки подобного шасси на тяжелой машине имелся лишь в ОКБ-1 завода № 1, где под руководством интернированного из Германии авиаконструктора Бааде создавался бомбардировщик «150». Применялось подобное шасси и на более легких самолетах – Як-50 А.С. Яковлева и «215» С.М. Алексеева. Все эти машины остались в разряде опытных. В.М.Мясищеву предстояло внедрить велосипедное шасси на серийных самолетах. Все лучшее и интересное, заложенное в чужих машинах, было использовано в проекте «25», но этого оказалось недостаточно, и для окончательного принятия решения по выбору оптимальных параметров шасси создается летающая лаборатория «ШР» на базе Ту-4. На ней, подобно тому, как в 1930-е годы на «трехколеске Толстых», экспериментально определялись параметры шасси с носовым колесом, были уточнены характеристики велосипедного шасси. Заднюю опору можно было перемещать вдоль фюзеляжа, изменяя нагрузку на переднюю стойку в диапазоне от 5,15 до 30 процентов взлетного веса. Разработанная схема шасси с одинаковой нагрузкой на опоры оказалась столь удачна, что использовалась на всех бомбардировщиках ОКБ-23. Особенностью носовой тележки шасси самолета М-4 стали поворачиваемые в стороны передние колеса, что обеспечивало маневрирование на земле при рулежках. Данное техническое решение позволило значительно облегчить переднюю опору шасси.