В отличие от своих предшественников, М-56 создавался по схеме «бесхвостка» с плавающим передним горизонтальным оперением (ПГО). Давно известно, что при переходе от дозвуковых скоростей к сверхзвуковым аэродинамический фокус (это примерно то же самое, что и центр приложения аэродинамической подъемной силы) крыла смещается назад, приводя к резкому изменению запаса продольной устойчивости. Диапазон изменений положений аэродинамического фокуса можно частично сократить путем выбора аэродинамической компоновки крыла. Но этого недостаточно. Тогда прибегают к другому способу, технически сложному и трудоемкому – перекачке топлива из одной группы баков в другие, обеспечивая соответствующее положение центра тяжести, расстояние между которым и аэродинамическим фокусом как раз и определяет запас продольной устойчивости самолета. Но есть еще один путь, применяемый реже, но не менее эффективный – использование в бесхвостом самолете плавающего переднего горизонтального оперения (ПГО). На дозвуке ПГО работает в режиме флюгера, не создавая ни сил, ни моментов. На сверхзвуке оперение фиксируется под определенным углом, смещая аэродинамический фокус вперед на заданную величину. Управление же самолетом в канале тангажа все время осуществляется с помощью элевонов.
Использование положительной интерференции между крылом и расположенными под ним воздухозаборными устройствами двигателей позволяло поднять расчетное максимальное аэродинамическое качество у М-56 до 6,2 против 5—,5 у М-50 и М-52. Маловато по современным меркам. Напомним, что у «Конкорда» этот параметр составляет 7,8, а у Ту-144-8, 2. Тем не менее это позволяло достигнуть заданной дальности при приемлемой тяговооруженности.
Система, включавшая носитель М-56 и крылатую ракету, создавалась в соответствии с постановлением Совета Министров и ЦК КПСС от 31 мая 1958 г. Первоначально самолет рассчитывался под четыре двигателя НК-10 главного конструктора Н.Д. Кузнецова и предназначался для поражения крылатыми ракетами Х-22 или Х-44 крупных промышленных центров вероятного противника.
Правительственным документом для системы М-56К с двигателями НК-10 (взлетной тягой по 24 000 – 26 000 кгс, удельный расход топлива на высоте 11 км и скорости 2000 км/ч – 1,37 – 1,43 кг/кгс в час) задавались практический радиус действия 8000–9000 километров и крейсерская скорость 2500 км/ч.
Ракета Х-44 разрабатывалась в ОКБ-23 под руководством П.В. Цыбина (в 1958 году ОКБ-256, возглавлявшееся Павлом Владимировичем, вошло в состав ОКБ-23), а Х-22 – в ОКБ-155 под руководством М.И. Гуревича.
Заказчик предъявил к М-56 очень высокие требования. Дальняя авиация хотела получить самолет, неуязвимый даже от перспективных средств ПВО, включая зенитные ракеты. Отделу общих видов ОКБ-23 пришлось крепко «поломать голову», ведь первые варианты машины не позволяли получить скорость свыше 2500 км/ч на высотах 15–16 км, а требовалось значительно больше. Но и этот рубеж в конце концов удалось преодолеть, по крайней мере на бумаге, причем с ракетами «44» на внешней подвеске.