В ОКБ O.K. Антонова были разработаны технические предложения по амфибийному варианту грузового самолета, в том числе и с использованием лыжно-крыльевого шасси. Самолет предполагалось использовать для снабжения подводных лодок, находившихся на боевом дежурстве, поисково-спасательных работ, постановки минных заграждений и борьбы с субмаринами противника.
Кроме этих вариантов в соответствии с октябрьским 1965 года постановлением правительства разрабатывался проект сверхдальнего противолодочного самолета Ан-22ПЛО с ядерной силовой установкой, включавшей ТВД Н. Д. Кузнецова и малогабаритный ядерный реактор, проектировавшийся под руководством А. П. Александрова. Согласно расчетам продолжительность полета достигала 50 часов, а дальность — 27 500 км. Одной из сложнейших проблем, сохранившей свою актуальность и по сей день, является выбор биологической защиты от ядерного излучения не только экипажа и самолета, но и окружающей среды. С этой целью на самолете № 01–06 провели исследования, установив сначала в фюзеляже источник нейтронного излучения (экипаж летчика-испытателя Ю. Курлина), а в 1972 году на самолет № 01–07 — атомный реактор (экипаж летчика-испытателя Самоварова). Исследовательские полеты проводились с аэродрома в Семипалатинске при участии специалистов НИИ ВВС.
Один «Антей» превратили в летающую лабораторию по испытанию и доводке прицельно-навигационной системы «Купол-76», предназначавшейся для самолета Ил-76.
На базе «Антея» разрабатывался морской поисково-спасательный комплекс Ан-22ПС, а для транспортировки крупногабаритных агрегатов (ступеней) ракет-носителей прорабатывался вариант Ан-22Ш. Были и другие предложения, в том числе и по воздушному старту баллистических ракет. Но все они остались на бумаге.
Первые серийные Ан-22, начиная с восьмой машины, первой серии начали поступать во вновь сформированную в феврале 1967 года 5-ю эскадрилью 229-го втап 12-й Краснознаменной Мгинской втад. Остальные эскадрильи полка продолжали летать на Ан-8 и Ан-12. Полк, которым в то время командовал полковник Н.С. Моргис, базировался на аэродроме Северный (г. Иваново). Изучение материальной части проходило в Ташкенте (планер и его системы) и в Куйбышеве (двигатели) — на авиамоторном заводе.
В январе 1969 года экипажи полковника В. Ялина и майора Л. Н. Хорошко перегнали первые Ан-22 (№ № 01–08 и 01–09) в Иваново. До конца года в эскадрилье насчитывалось шесть машин.
Самолеты первых серий были еще довольно «сырыми», и их доводка, как было принято в Советском Союзе, легла на плечи инженерно-технического состава эскадрильи.
В те годы на каждый «борт» приходилось до 22 человек наземного персонала, а предварительная подготовка к полету занимала два дня. В дальнейшем в эскадрильях сформировали группы обслуживания из специалистов по всем системам корабля. «При самолете» сохранились лишь старший техник, отвечавший за топливную, противообледенительную системы и систему кондиционирования воздуха, старший техник и механик по силовым установкам, старший техник по системе управления самолетом и гидросистеме, техники по планеру, шасси и воздушной системе. Старшим на самолете был бортинженер корабля.
Вдали от своей базы обязанности наземного инженерно-технического состава возлагались на бортинженера, старших борттехников по авиационному и десантному оборудованию, бортрадиста, штурмана и второго летчика — помощника командира корабля.
Эксплуатация Ан-22 началась с февраля 1969 года, и в июне экипажи «Антеев» участвовали в учениях «Восток-69». Все они, как военные самолеты, имели соответствующее обозначение — красные звезды на киле и крыльях и бортовые (хвостовые) номера. Экипажи Ан-22 в ходе учений перебрасывали войска и боевую технику в районы Дальнего Востока без посадки и находились в воздухе до 16 часов и продемонстрировали высокую мобильность.
Спустя семь месяцев Ан-22 впервые вышел на международные линии. В сентябре экипаж подполковника Л. Н. Хорошко выполнил два рейса по маршруту Ташкент — Дели — Ханой. Видимо, это была машина № 01–09, на которой перед отправкой за рубеж впервые (не считая самолетов, проходивших испытания) нанесли гражданскую символику СССР — 09301.
Весной следующего 1970 года на аэродроме Северный (г. Иваново) началось формирование 81-го втап на основе 5-й эскадрильи 229-го полка и оставшейся в составе 12-й втад.
В первые годы эксплуатации Ан-22 выявились серьезные дефекты. Особенно много хлопот доставляли силовые установки. На них, в частности, пришлось стальные газоотводящие трубы двигателей, на которых появлялись трещины, заменять титановыми. Большие трудности представлял подогрев двигателей, заправлявшихся маслом (загустевало при 5 градусах мороза) зимой перед их запуском. Вначале пользовались дедовским способом. От бензиновых обогревателей, установленных на земле, горячий воздух поступал к двигателям по брезентовым рукавам. Конструкция сложная и ненадежная, вынуждавшая начинать процедуру подогрева за четыре часа до вылета. Впоследствии стали применять масло, не терявшее свою вязкость до температуры минус 30 градусов, а подогрев двигателей осуществлять от вспомогательной силовой установки.
Колеса КТ-109 и КТ-110 с ребристым протектором и их тормозными барабанами не выдерживали посадок с большим весом. Даже последующая замена их на КТ-130 и КТ-131 и тормозные барабаны из магниевого сплава не решила проблемы, поскольку они допускали лишь до десяти посадок. По этой причине обычным грузом самолета стали запасные колеса.
Много дефектов было связано с бустерной системой управления самолета, его противообледенительной системой и с системой кондиционирования воздуха. Но большинство из них постепенно устранили.
В мае 1970 года экипажи трех «Антеев» из 81-го втап обеспечивал визит Л. И. Брежнева и членов советского правительства в г. Ахтубинск Астраханской области, где проходил показ боевой техники под названием «Кристалл». Самолеты доставили туда, в частности, автомобили ЗИЛ-114. Затем последовало обеспечение визитов генсека в США, Индию, Монголию и на Кубу.
Первой крупной зарубежной операцией полка с участием Ан-22 стало выполнение задания советского правительства по оказанию гуманитарной помощи населению Перу, пострадавшему от землетрясения в июле 1970 года. Хорошо помню вереницы грузовых автомобилей и машин «Скорой помощи» перед въездом на аэродром Чкалов-ская, откуда им предстоял путь в далекое Перу.
В доставке грузов участвовали экипажи летчиков полковника Н.С. Моргиса, подполковников Л.Н. Хорошко, Н.С. Скока, майоров А.Я. Бояринцева и М.П. Проценко на машинах СССР — 09302, 09303, 09304 и 09307. Это был первый межконтинентальный, к тому же групповой, перелет «Антеев». Протяженность маршрута превысила 17 000 км, две трети которого пролегали над Атлантическим океаном. Это был, пожалуй, единственный подходящий случай, предоставивший экипажам 81-го втап возможность подобного перелета в годы холодной войны. Об этой операции можно было бы и не вспоминать, если бы не одно обстоятельство. 19 июля после взлета с промежуточного аэродрома Кефлавик (Исландия) в Атлантике бесследно исчез самолет с бортовым номером 09303 вместе с экипажем командира 2-й авиационной эскадрильи майора А. Я. Бояринцева. Был высказан ряд предположений, в том числе и о пожаре на борту, но найденные впоследствии обломки грузов и спасательный плот позволили отказаться от этой версии. Так и не узнав правды, предположили, что самолет погиб от столкновения с аэростатическим аппаратом типа радиозонда.
