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Lorsque le Tu-95 entra en service en 1956, il fut baptisé par les forces de l'OTAN le 'Bear', (ou "Ours"). Elégant quadri-turbopropulseur à hélices contrarotatives, ce bombardier lourd stratégique était équipé du meilleur de l'électronique soviétique en matière de navigation, de détection et d'aide au bombardement. Les versions équipées d'une perche de ravitaillement en vol auraient théoriquement pu tenir l'air indéfiniment à plus de 800 km/h et 10.000 mètres d'altitude, limité seulement dans cette tâche par la résistance des équipages.
Le premier vol du prototype eu lieu le 12 décembre 1952. Le Tu-95 connut d'innombrables versions. La première machine de production, le Tu-95M 'Bear-N', était conçu pour larguer une bombe atomique à très haute altitude. Quelques 'Bear-N' furent convertis par la suite en Tu-95U d'entraînement. Les Tu-95M furent quand à eux convertis en Tu-95K-20 'Bear-B', plateforme de lancement du missile de croisière Kh-20 (AS-3 'Kangourou'). Le Tu-95KD était identique mis à part le montage d'une perche de ravitaillement en vol. Le Tu-95KM 'Bear-C' était également très similaire, les différences se situant surtout au niveau des équipements. Le Tu-95K-22 'Bear-G' se caractérisait par un radome modifié et pouvait emporter deux missiles AS-4 'Kitchen' suspendus à l'emplanture des ailes. La dernière version de bombardement, le Tu-95MS 'Bear-H' était un développement du Tu-142 qui fut construit à partir de 1983 et pouvait emporter le missile Kh-55 (AS-15A 'Kent'). Quelques bombardiers Tu-95M furent convertis en avions de reconnaissance maritime sous la dénomination Tu-95RT 'Bear-D' au radome caractéristique monté sous le nez et Tu-95MR 'Bear-E' équipés de caméras dans la soute à bombes. Le Tu-95V était capable d'emporter une bombe H de 58 mégatonnes.
Le prototype du Tu-142 'Bear-F' effectua son premier vol en 1968 et entra en service en avril 1988. Evolution du Tu-95 dédié à la reconnaissance maritime, cette version se distinguait notamment par un fuselage avant agrandi, une aile sensiblement modifiée équipée de volets à fente et une dérive agrandie. L'arrière du fuselage comprenait davantage d'installations pour le confort de l'équipage, ainsi qu'une baie pour les bouées sonores. Le Tu-142M 'Bear-F Mod 2' se caractérise par son détecteur d'anomalie magnétique monté au sommet de sa dérive. Le Tu-142MR 'Bear-Y' fut utilise comme relais de communication pour les sous marins. Hormis l'ex URSS, des Tu-142M furent également opérés en Inde.
Les flottilles de l'aviation à long rayon d'action équipées de l'appareil furent toujours en alerte, au cas où la guerre froide aurait pris un nouveau tournant et qu'il eût fallu bombarder le bloc de l'Ouest. À part cela, il a beaucoup servi dans le transport de bombes et de missiles à travers l'URSS. Les bombardiers Tu-95 étaient utilisés par l'URSS pour tester des bombes nucléaires et thermonucléaires. En service, les bombardiers sont normalement munis de lanceurs avec six missiles de croisière Kh-55. Le modèle peut en outre porter encore dix missiles sur les pylônes sous ses ailes. Enfin, le Tu-142 fut un patrouilleur maritime pour surveiller les côtes soviétiques pour la marine soviétique.
Seules l'Inde, l'Ukraine et, bien entendu, la Russie possèdèrent des exemplaires de cet appareil. En janvier 2014, seuls 55 exemplaires étaient encore en service chez cette dernière. En 2015, selon l'agence d'informations russe Ria Novosti, le nombre de Tu-95 en ligne serait de 43.
Le 28 janvier 2015, deux Tu-95 russes ont survolé la Manche, sans que ni le Royaume-Uni ni la France n'en aient été préalablement avertis.
Les deux Tu-95 ont d'abord été repérés au large de la Norvège, volant de concert avec deux ravitailleurs Illiouchine Il-78, escortés par deux MiG-31. Deux F-16 norvégiens ont aussitôt décollé afin d'encadrer la formation. Une partie de la formation russe a fait demi-tour et seuls les deux bombardiers ont poursuivi leur vol vers le sud, survolant ensuite la Manche avant de longer les côtes britanniques à une distance moyenne de 40 km.
D'après les écoutes des communications entre les deux appareils, il a été possible de déterminer que l'un d'eux emportait une arme nucléaire (bien qu'il s'agît sûrement d'une bombe inerte). La présence des deux bombardiers lourds à proximité de l'espace aérien britannique a déclenché un léger mouvement de panique, provoquant le déroutement de plusieurs vols civils. Le Royaume-Uni a dépêché deux chasseurs Typhoon pour escorter les bombardiers russes. La France a fait décoller un Rafale de la base de Creil. Deux Mirage 2000 de la permanence opérationnelle de la base de Lann-Bihoué ont également été mis en alerte.
Il existe en tout une vingtaine de versions de cet appareil, dont voici les principales :
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