GSR ("ГСР" en russe signifie "Avion Lanceur Supersonique") est un avion à aile delta de 38 metres de long. Son aile est a angle variable, double delta (80° au niveau du nez et 60° dans la partie finale de l'aile), l'envergure est de 16 m et la surface ailaire de 240 m² dont 18.5 m² pour les empennages verticaux en fin d'aile. Pour stabiliser l'appareil en vole ces derniers sont inclinés de 3° à l'intérieur par rapport au plan de symétrie de l'appareil. L'aile est fine et arbor un profil bombé de 2.5% au niveau du nez jusqu'à 3% au bout de l'aile.

La gestion du GSR était réalisé par les gouvernails de direction sur les empennages verticaux, les élevons et les volets d'atterrissages. Le GSR était équipé d'une cabine de pilotage avec 2 sièges éjectable.
Le GSR décolle à la manière d'un avion conventionnel avec 3 trains d'atterrissages qui se déploient contre le vol. Dans la partie supérieure du GSR se trouve l'avion orbitale, dans la partie nasale, et la fusée d'appoint.

Le moteur pour la variante intermédiaire du GSR, fonctionnant au kérosène, était réalisé par le bureau: OKB-300, turbo-réacteur monolinéaire avec chambre augmenté (TRDF). Une nouvelle élaboration reçu l'indice P39-900. Les travaux étaient dirigés, probablement, par Grigory L'vovich Lifshits qui était le premier assistant de l'ingénieur général d'OKB-300. Après la cloture du projet SPIRAL les travaux sur le moteur fait à OKB-300 n'ont donnés aucunes suites.

La deuxième innovation importante du GSR était la compression de l'air, à la vitesse supersonique, par la partie inférieur du fuselage de l'aile et de la partie nasale. La résistance thermique était assurée par l'utilisation de matériaux ignifuges. Récemment, la publication de fichiers d'archives à ce sujet on montré qu'il était envisagé d'utiliser le principe du SPIRAL pour la création d'un avion supersonique de ligne (Mach 6). Cependant l'avant projet ne mentionne aucune utilisation civile du SPIRAL. Une variante militaire du GSR prévoyait de l'utiliser en avion éclaireur grand portée. Le GSR-éclaireur (à kérosène) devait avoir la vitesse maximum de Mach 4-4.5 et un rayon d'action de 6000 à 7000 km à Mach 4. Mais l'utilisation de l'hydrogène permettait d'augment la vitesse jusqu'à Mach 6 et la distance d'action à 12 000 km (pour une vitesse de croisière de Mach 5).

L'avion GSR était le premier avion hypersonique qui était étudié à TsAGI (vitesses: Mach 4 à 6), la photo à droite est la maquette utilisée dans la soufflerie. 2 variantes on passés le cycle complet des études aérodynamiques dans les souffleries en 1965-1975. De nombreux essais ont prouvés la justesse des choix techniques pour cet avion. Au 40em congrés des Nations Internationale d'Aéronautiques (FAI) en 1989 à Malaga, en Espagne, les représentants de la délégation Américaine (NASA) on grandement appréciés l'avion car "il est élaboré selon des exigences modernes".

La fusée d'appoint à 2 étages.

La fusée d'appoint est constituée de 2 étages est demi-encastrée sur le dos du GSR. Pour la phase d'accélération il était prévu d'utiliser (dans l'avant projet) de l'hydrogène et oxygène liquide ou du fluor-hydrogène. D'après les conditions du cahier des charges et la mise en orbite d'une plus grande charge utile, le choix s'est fait sur le couple hydrogène oxygène. L'oxygène a été préféré au fluor car il est plus facile à produire bien qu'il soit plus volumineux et diminue la vitesse maximale à Mach 5.5 (Mach 6 pour le fluor).

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