Но главком и его советники ошибались: при создании систем дозаправки топливом в полете специалисты не только авиационной промышленности, но и смежных отраслей столкнулись с немалыми трудностями, хотя и решили поставленную задачу.
В том же 1949 году по заданию ВВС в Летно-исследовательском институте (ЛИИ) провели испытания по отработке систем дозаправки топливом в полете. Проверялись системы: крыльевая, предложенная летчиком-испытателем ЛИИ И.И. Шелестом, и «пеленг с превышением», сделанная под руководством инженера В.С. Вахмистрова по типу опробованной ранее в США, но отвергнутой американскими специалистами.
В отличие от системы Вахмистрова, крыльевая система была полностью автоматизирована, и смысл ее заключался в том, что в грузовом отсеке бомбардировщика, наряду с бомбовым грузом размещалась лебедка с гибким топливным шлангом, выпускавшимся из законцовки несущей поверхности. Сзади бомбардировщик догонял самолет-заправщик и, поравнявшись со шлангом, накладывал на него концевую часть крыла с устройством автоматической сцепки. После контактирования включались топливные насосы танкера, топливо перекачивалось в бомбардировщик, и затем происходила расцепка.
Согласно постановлению правительства самолеты с крыльевой системой дозаправки должны были передать в НИИ ВВС в апреле 1950 года, но произошло это спустя четыре месяца.
Пилотирование самолета-заправщика при выполнении дозаправки топливом включало построение маневра на догон для занятия исходного положения, сцепки и полета в строю заправки.
По технике пилотирования самолет-заправщик Ту-4 был доступен летчикам Дальней авиации, хорошо владевшим полетам строем на сомкнутых интервалах и дистанциях в дневных и ночных условиях после специальных тренировок на заправку.
Техника пилотирования заправляемого самолета днем и ночью при сцепке и полете строем заправки не отличалась от обычного полета ведущего самолета в строю.
Государственные испытания, завершившиеся в ноябре того же года, самолеты не выдержали и были отправлены на доработку. Ровно год спустя в НИИ ВВС на контрольные испытания днем предъявили два самолета с доработанной системой дозаправки, а в декабре приступили к полетам ночью. На этот раз доработанная система дозаправки рекомендовалась для установки на серийные Ту-4, правда, после устранения замечаний заказчика.