Чтобы обеспечить применение ракет К-10С, серийный самолёт Ту-16 доработали: в носовой части разместили антенную систему канала поиска и сопровождения цели; антенну канала КР – в подфюзеляжном обтекателе на месте штатной РЛС; грузовой отсек самолёта удлинили, демонтировав бак № 3; установили балочный держатель для ракеты, контейнер для штурмана-оператора и аппаратуры управления ракетой; топливную систему дополнили баком для ракеты и демонтировали агрегаты системы бомбовооружения.
Экипаж самолёта-носителя Ту-16К состоял из шести человек.
Под фюзеляж самолёта на балочном держателе подвешивалась одна ракета К-10С. Держатель имел два положения: походное (ракета полуутоплена в грузовом отсеке) и нижнее – предпусковое. Несмотря на некоторое улучшение аэродинамики самолёта с полуутопленной ракетой, его крейсерская скорость с ракетой составила 780820 км/ч, а радиус полёта – 1900 км.
Ракета К-10С – это среднеплан со стреловидным крылом и оперением.
Крыло ракеты К-10С с углом стреловидности 55 град имело небольшую площадь – 7 кв.м. Элероны, чтобы уменьшить изгибный момент тонкого крыла, располагались примерно в середине полуразмаха крыла. Силовая установка состояла из короткоресурсного ТРД типа РД-9ФК с форсажной камерой (вариант двигателя РД-9Б самолёта МиГ-19). Он обеспечивал КР скорость до 2000 км/ч (на высоте 11 000 м), превратив её в сверхзвуковую со следующими весогабаритными данными: длина – 9,75 м, размах крыла – 4,18 м, диаметр фюзеляжа – 0,92 м, вес – 4 500 кг при полной заправке топливом 780 кг. (Подробнее о ракете К-10С см. в «АиК» № 10/2005 г.)
Комплекс Ту-16К-10 безусловно имел преимущества перед «Кометой»: для поиска цели и наведения ракеты применялась станция с большим энергетическим потенциалом; разнос частот РЛС обеспечивал возможность одновременного применения без взаимных помех в залпе до 18 К-10С с удалений, исключающих вход носителей даже к концу наведения в зону корабельной ПВО, имелась возможность перед пуском убедиться в исправности системы.
Пуск ракеты К-10С производился с дальностей до цели 200-170 км. После пуска ракета «просаживалась» на 1000-1500 м, за счёт форсажного режима увеличивалась её скорость, через 40 с ракета переходила в горизонтальный полёт, через 70 с включалось радиоуправление по курсу.
Траектория К-10С состояла из трёх этапов: автономного, в процессе которого она управлялась программным устройством; полёта на первой стабилизированной высоте (10 000-12 000 м) с выдерживанием её по сигналам статоскопа, а наведение по курсу – кодированными командами с самолёта. На удалении от цели примерно 100 км по команде КР переводилась на снижение с углом 13-18 град. На высоте 2400 м от барометрического датчика поступала вторая команда и угол снижения ракеты уменьшался до 4 град. На высоте 1200 м КР переходила в горизонтальный полёт. Затем разблокировалась станция самонаведения и производился поиск цели по курсу и дальности.
