Помимо тяжелого заряда, потребная энергетика ракеты определялась также тем, что на Р-36 впервые в нашей стране были применены средства противодействия ПРО. На головную часть наносилось радиопоглощающее покрытие, на днище монтировался прибор искажения радиолокационных характеристик, а в специальных контейнерах устанавливались отстреливаемые в конце активного участка внеатмосферные ложные цели. Масса размещаемых на ракете средств радиотехнической защиты головной части составила 272 кг. Отработка средств противодействии ПРО системы «Лист» велась на трассе «Капустин Яр – Балхаш» с использованием носителей на базе ракет 8К63 и 11К65. Там же проводились и испытания новых головных частей.
Даже при максимальной дальности 9000 км с позиций Р-36, размещаемых от Поволжья до Западной Сибири, обеспечивалось поражение большинства заокеанских целей. Однако военные чувствовали себя спокойнее в том случае, если бы дальность была доведена до 10000 км, что позволило бы обстреливать почти все цели с любого из позиционных районов, принятых для развертывания Р-36. Для наращивания дальности пришлось увеличить стартовый вес ракеты почти на 20 т, а длину – с 30,6 до 32,2 м путем удлинения на 1,7 м баков первой ступени. Соответствующие изменения основных характеристик были определены Постановлением от 10 марта 1964 г. №208-86, определившим наряду с дальностью 10000 км для оснащения тяжелой головной частью также стартовый вес МБР – до 185 т, продолжительность предстартовой подготовки – от 4 до 5 мин и длительность пребывания в заправленном состоянии – 5 лет.
Изменения требований к ракете претворялись в доработки конструкции не сразу. Значительная часть пусков на летных испытаниях осуществлялась ракетами ранее принятой конструкции со стартовым весом около 165 т.
Общая компоновочная схема ракеты Р-36 в значительной мере соответствовала Р-16, отличаясь от нее в первую очередь уже упомянутым исполнением обеих ступеней в одном трехметровом калибре, а также применением совмещенного днища топливных баков второй ступени и, соответственно, исключением межбакового цилиндрического приборного отсека. Основные приборы системы управления разместили в расположенном позади головной части коническом приборном отсеке, так как по объему он существенно превышал переходник, находящийся за головной частью ракеты Р-16, – сказывалось увеличение диаметра второй ступени.
Бросалось в глаза и еще одно отличие Р-36 от Р-16 – отсутствие больших баллонов сжатого газа для наддува баков ракеты. Для повышения весового совершенства и упрощения наземного комплекса объем баллонов сократили до минимума, обеспечивающего предстартовый наддув. В полете бак горючего наддувался продуктами газогенерации турбонасосного агрегата рулевого двигателя, температура которых снижалась за счет введения дополнительного горючего. Бак окислителя наддувался при помощи специального жидкостного газогенератора компонентами топлива, подаваемыми с выхода насоса этого ТНА. Из состава ракеты исключили и пусковые бачки с топливом, обеспечивающим раскрутку ТНА: его запуск осуществлялся с помощью пиростартеров.
