Требовалось срочно выводить на линию Ту-114Д и прокладывать новый маршрут. К тому времени начавшиеся летом совместные испытания самолета завершились. В качестве командира корабля в них участвовал И. М. Сухомлин, а второго пилота – А. К. Витковский. Особую актуальность имели полеты на максимальную дальность, которые длились по 14-15 часов. Во время таких заданий определялись расходы топлива, проверялись наивыгоднейшие скорости и высоты следования. Так как новую линию на Кубу решили проложить по малоизученному маршруту через Северную Атлантику, в испытательных полетах проверялся не только сам самолет, но и тщательно изучались климатические условия этой трассы, уточнялись навигационные карты. Экипаж Сухомлина работал с большой интенсивностью, не считаясь ни с чем. Например, в день, назначенный для выполнения полета с максимальной взлетной массой как назло началась гроза. Однако командир решил полет не откладывать и, как только на экране наземного локатора начали наблюдаться разрывы в грозовых облаках, сумел добиться от диспетчерской службы разрешения на взлет. После старта, ориентируясь с помощью бортовой РЛС в межгрозовых коридорах, он мастерски вывел машину за облака и блестяще провел этот сложный полет.
В октябре, сразу после окончания испытаний, началась модернизация серийных самолетов. Первыми в Ту-114Д были переделаны машины с бортовыми регистрационными номерами СССР-76470, -76476, -76478 и -76480, всего же доработали семь лайнеров. На них установили по три дополнительных топливных бака (каждый емкостью по 5670 л). Первый размещался между шпангоутами № 20 и № 30, второй – между № 65 и № 74 и третий – между № 77 и № 86. Максимальная дальность полета этих самолетов с коммерческой нагрузкой 5,5 т и остатком топлива 6 т составляла 10750 км. Длина разбега увеличилась до 2900 м. Из-за существенно возросшей продолжительности полета на борту теперь находились два летных экипажа – основной и сменный (10 человек).
Первый полет по новой трассе прошел 22 декабря 1962 г. В нем участвовал стандартный Ту-114, которым управлял экипаж X. Цховребова. Самолет не мог одним скачком из Москвы достигнуть Кубы, поэтому он совершил посадку для дозаправки на аэродроме Оленья под Мурманском. Затем машина продолжила свой путь, лежавший над Баренцевым, Норвежским, Гренландским морями и далее на юг над Атлантическим океаном, вдоль берегов Канады и США. Крайне тяжелыми были климатические условия на маршруте, который начинался в средних широтах, затем пересекал полярный круг и заканчивался в тропиках. Из-за магнитных бурь часто прерывалась радиосвязь. Запасные аэродромы отсутствовали, и в случае каких-либо неприятностей надо было или возвращаться, или лететь до Гаваны, или садиться на воду, перебираться в спасательные плоты и ждать неизвестно от кого помощи (посадка в США или Канаде исключалась). Но никаких ЧП с Ту-114 не произошло, и полет успешно завершился в аэропорту имени Хосе Марти под Гаваной. Воздушная блокада Кубы была прорвана.
Ту-114 в аэропорту Монреаля. Июль 1967 г.
Ту- 1 14 at Montreal airport. July 1967
Обратно самолет вылетел 29 декабря. Этот рейс проходил в еще более сложных условиях, так как лайнер теперь шел против ветра, что сказывалось на скорости полета, создавало трудности в выборе оптимального эшелона. Но Ту-114 и на этот раз продемонстрировал свои лучшие качества. После благополучного прибытия в Москву на основе материалов этого полета была разработана инструкция экипажам Ту-114Д с учетом специфики трассы и особенностей маневрирования в районе аэропорта посадки. 7 января 1963 г. головной Ту-114Д выполнил первый беспосадочный пассажирский рейс из Москвы в Гавану по северному маршруту. Длительное время эта была самая протяженная трасса в мире (более 10000 км) и, наверное, одна из самых опасных.
Запреты на посадки советских самолетов в Африке действовали до 1965 г., после чего начались полеты Ту-114 по маршруту Москва-Конакри-Аккра (Ганна) протяженностью 9756 км.
Другой «международной» версией Ту-114 стал разработанный в 1965 г. вариант самолета для полетов в Монреаль и Токио, который иногда обозначался Ту-114-116. В отличие от базовой модели эта модификация была рассчитана на перевозку в условиях повышенного комфорта 116 пассажиров. Для их размещения были организованы: два салона туристского класса на 24 и 48 человек соответственно, оснащенные трехместными блоками кресел; салон первого класса на 32 человека, оборудованный двухместными блоками кресел, и четыре отдельных купе. Как и на Ту-114Д, в заднем гардеробе этой модификации находились спасательные плоты типа СП-12. Максимальная взлетная масса этой версии самолета составляла 175000 кг.