в 1954 г. Всего было построено 32 самолета М-4. Первые машины были весьма сырыми. 6 июля 1954 г. вышло Постановление СМ СССР № 1428—642 о модернизации самолета М-4. Модернизированный самолет 3 М был поднят в воздух 27 марта 1956 г. экипажем летчика-испытателя М.Л. Галлая. Выпуск 3 М начался с 1956 г., он имел более экономичные двигатели ВД-7 и мог применять до 24 тонн бомб калибром от 100 кг до 9 тонн.
Самолет М-4 (3М) – цельнометаллический моноплан классической схемы с высокорасположенным стреловидным крылом.
Фюзеляж – полумонокок круглого сечения диаметром 3,5 м и длиной 45,6 м – технологически делился на носовую часть с передней гермокабиной, среднюю часть, включавшую центроплан крыла, хвостовую часть и кормовою кабину. В передней гермокабине размещался экипаж, основное пилотажно-навигационное оборудование и приборы управления вооружением. Крыло – свободнонесущей кессонной конструкции с углом стреловидности 35°. Механизация крыла состояла из посадочных щитков под мотогондолами и выдвижных закрылков типа.
Хвостовое оперение – однокилевое, стреловидное, кессонной конструкции.
Силовая установка бомбардировщика состояла из четырех самых мощных в то время реактивных двигателей АМ-3 А конструкции Микулина с тягой по 8700 кГс, в 1955–1957 гг. на самолет установили более мощные и экономичные двигатели РД-3 М, а затем РД-3 М-500 А. Тяга на максимальном режиме была увеличена до 9500 кГс. На самолете 3М с 1957 г. были установлены двигатели ВД-7, которые при тяге в 11 000 кГс, что на 26 % больше, чем у предшественника, имели и меньший на 25 % удельный расход топлива, да и по весу были легче. Объем топлива также был увеличен, в том числе за счет подвесных баков.
Шасси – велосипедной схемы, состояло из двух главных четырехколесных тележек и двухколесных свободно-ориентирующихся крыльевых опор. Для маневрирования при движении на земле передняя пара колес передней тележки могла поворачиваться на углы 4° с помощью гидравлической рулевой машины, тележка допускала разворот на углы до 27° в обе стороны. Передняя тележка была оснащена механизмом «вздыбливания» для автоматического увеличения угла атаки самолета при достижении скорости отрыва при разбеге по ВПП. Взлет происходил практически без вмешательства летчика. Колеса задней тележки имели тормоза. Подкрыльные опоры шасси самоориентирующиеся.
В бомбоотсеке самолета предполагалось размещать до двух бомб калибра 9000 кг, трех бомб калибра 6000 кг или любые свободнопадающие бомбы калибра 250 кг и более суммарной массой до 24 000 кг.
Главным оружием М-4 была термоядерная бомба – «изделие 37 д» мощностью 3 мгТ тротилового эквивалента. В арсенал самолета также входили менее мощные боеприпасы: РДС-1, РДС-3, РДС-4, РДС-5 и мощностью 20–60 кт.
В 1959 г. экипажи летчиков-испытателей Н.И. Горяйнова и Б.В. Степанова установили на самолете 3М сразу 12 мировых рекордов высоты полета и грузоподъемности. В том числе подъема с грузом 10 т на 15 317 м, а на 2 км был поднят груз 55 220 кг. В том же году экипаж летчика-испытателя А.С. Липко
