Третья в истории 57-й мрад воздушная катастрофа произошла 13 мая 1964 года. Она оказалась крупнейшей за всю историю Быховского соединения морской авиации – в ней были потеряны сразу два самолёта «семейства» «Ту-16» из состава 170-го гвардейского Смоленского Краснознамённого морского ракетоносного авиационного полка и погибло в целом 7 членов экипажей обоих этих воздушных кораблей.
Утром того дня с Быховского аэродрома друг за другом в воздух поднялись две пары воздушных кораблей полка. Каждую из них вёл стратегический ракетоносец «Ту-16К-10», который должен был произвести пуск крылатой противокорабельной ракеты «К-10С» (в учебном варианте – с так называемой «инертной боевой частью», заполненной вместо взрывчатого вещества по весу песком) по судну-мишени – бывшему нефтеналивному танкеру «Валерий Чкалов», притопленному на мелководье на морском полигоне в советской части акватории Каспийского моря. Так как общая протяжённость маршрута полёта туда и последующего возвращения на Быховский аэродром превышала 3.000 километров, то планом учений была предусмотрена воздушная дозаправка авиационным керосином обоих ракетоносцев, за каждым из которых шёл самолёт-заправщик «Ту-16ЗЩ». Районом дозаправки было назначено воздушное пространство над Цимлянским водохранилищем, над его акваторией в границах Ростовской области РСФСР. Здесь около 10 часов утра самолёт-заправщик первой пары начал дозаправку «своего» ракетоносца, которая на самолётах «семейства» «Ту-16» производилась сложным, «крыльевым способом», уже обошедшимся к этому времени Советским ВВС многими авиационными катастрофами, но на этот раз сама дозаправка проходила нормально. Уже в процессе её осуществления командир самолёта-заправщика сообщил по радиосвязи на ракетоносец о появлении впереди по их курсу полёта облачности и, чтобы выйти за её верхнюю границу, предложил командиру того далее идти с набором высоты, на что получил от него согласие (впоследствии, при расследовании данной катастрофы именно это, «неправильное решение командира ракетоносца продолжить заправку при появлении облачности на высоте полета» будет названо её главной причиной). В процессе набора высоты оба самолёта вошли во фронт слоистых облаков и в зону сильной турбулентности. В господствовавших там условиях ограниченной видимости командир ракетоносца принял решение о досрочном прекращении дозаправки, и после «расцепа заправочной связки» и расхождения самолётов их экипажи начали выполнять воздушный манёвр, при котором заправщик уходил с набором высоты вправо на обратный курс, а ракетоносец продолжал свой полёт прямо, также с набором высоты. Но в момент разворота заправщика, «вследствие ошибок в технике пилотирования, допущенных командиром ракетоносца», оба самолёта столкнулись и разрушились в воздухе, а их обломки упали в воды Цимлянского водохранилища.
Из 12 членов экипажей обоих самолётов не один не успел воспользоваться своей системой аварийного катапультирования, а их просто выбросило в воздух из разрушившихся самолётов, и все лётчики упали с высоты в воду. Так как, несмотря на предстоящий полёт над водными пространствами (Цимлянское водохранилище и Каспийское море), ни на одном из лётчиков не было одето штатных спасательных жилетов, то часть из семерых погибших в этой катастрофе фактически утонула, а другие погибли, очевидно, от удара о поверхность воды.
Спасением попавших в воду лётчиков сразу же занялись члены команды служебного катера «Отважный» – его капитан А.Д.Губеев и рулевой-моторист Н.Кулагин. В момент столкновения самолётов их судно находилось в полукилометре от места катастрофы, по заданию начальника организации «Цимлянскрыбвод» занимаясь для Волгоградского научно-исследовательского института рыбного хозяйства выловом мизид (корм для рыб). Рыбаки стали спасать из воды лётчиков, находящихся в нескольких километрах от берега, среди горящих пятен авиационного керосина, и быстро вытащили на борт катера первого из них, который затем сам начал помогать им спасать остальных своих товарищей. Впоследствии капитан катера вспоминал: « …Наш рулевой стоял за штурвалом, а я присел почитать. Вдруг – взрыв! Причем он был настолько сильный, что наш катер в воде аж подбросило! Сразу же появилась мысль в голове – «Война началась!». Потом поднимаю голову – с неба огонь, летят обломки самолетов, и вместе с железками падают люди. Картина была жуткая! На летчиках не было парашютов, поэтому они так и летели вниз – камнем. Живыми мы достали только пятерых человек. Одного, к сожалению, не успели – пока занимались другими, он захлебнулся. Все они были в шоке, постоянно твердили: «Твою мать, твою мать, что же он натворил?!». Потом мне военные, которые за лётчиками приехали, объяснили, о чём шла речь: когда самолёты вошли в облака, командир бомбардировщика вроде бы занервничал и принял решение аварийно отцепить топливный шланг, но его самолёт повело в сторону, и он врезался в заправщик». Катер доставил спасённых лётчиков на причал рыболовецкого колхоза «15 лет Октября» у хутора Крутой под Цимлянском, где их уже ожидали и увезли машины «Скорой помощи» и милиции. Впоследствии, по ходатайству спасённых оба члена команды катера были награждены наручными часами «Победа».
Примерно через час после авиакатастрофы берег водохранилища был оцеплен военными, к месту катастрофы для проведения поисково-спасательных работ прибыли вертолеты, к этому были привлечены так же рыболовецкие суда и суда технического флота речного порта Волгодонска и Цимлянской лесоперевалочной базы. Уже на следующий день приступили к обнаружению и поднятию на поверхность затонувших обломков самолетов, для чего были специально выделены плавучий кран и грузовая баржа. В ближайший к месту катастрофы город Цимлянск прибыла команда водолазов Советского ВМФ, которые в течение трех недель собирали по дну водохранилища обломки самолётов, плавкраном поднимали их из воды, грузили на баржу и доставляли на берег Сухо-Солёновского залива в городе Волгодонске, где они несколько месяцев находились на территории местного лесоперевалочного комбината. Самое ценное оборудование военные вывезли сразу же, но, как вспоминал впоследствии очевидец, бывший в 1964 году волгодонским школьником, «до осени на берегу лежала кабина заднего обзора с колпаком для бортового стрелка, с пушечной турелью, и мы эту турель крутили в разные стороны».
Из экипажа ракетоносца погибло 4 человека – гвардии подполковник Буренков М.А., гвардии старшие лейтенанты Ларин О.Ф. и Росляков В.Д., гвардии сержант сверхсрочной службы Михеев М.М., причём спасённый из воды и доставленный на берег Ларин уже там умер от полученных тяжелых травм. Тела ни одного из трёх погибших членов экипажа заправщика – гвардии майора Захарова П.И., гвардии капитана Тарасова Ю.Л. и старшины сверхсрочной службы Бояршинова Ю.А. – так и не были найдены, так же, как и Буренкова. Из экипажа ракетоносца остались живы только двое – старший (1-й) штурман корабля майор Арбатский и командир огневых установок старшина сверхсрочной службы Забара, а из экипажа заправщика – трое: помощник командира воздушного корабля гвардии старший лейтенант Лемещук О.Ф., младший (2-й штурман) гвардии старший лейтенант Красиков С.И. и старший воздушный стрелок-радист гвардии старший сержант Лебедев В.В. Так, при разрушении их самолёта в воздухе Красикова выбросило вместе с его катапультным креслом, а Лемещук смог сам вылезти через входной люк. Выжившие в этой катастрофе вернулись в Быхов и продолжили службу в 57-й мрад, но уже не все из них – вновь в лётном составе (так, например, тот же Красиков из лётчиков-штурманов стал «нелетающим» политработником).
Туда же, по месту службы доставили и единственное тело погибшего – умершего Ларина, которое было захоронено на Белогорском кладбище города Быхова в одной из четырёх отдельных могил, объединённых в единый мемориал всем семерым погибшим в той катастрофе, фактически являющийся кенотафом. Останки ещё двух членов экипажа ракетоносца – Рослякова и Михеева – были подняты из воды столь сильно фрагментированными, что сразу было невозможно их опознать, а когда это, наконец, было сделано, то захоронили их уже не в Быхове, а на городском кладбище Цимлянска, в одной, общей могиле.
В год 60-й годовщины катастрофы, 21 сентября 2024 года в береговой точке, наиболее близкой к месту столкновения этих двух самолётов в воздухе над водохранилищем, у смотровой ротонды в Приморском парке города Цимлянска был открыт памятный знак погибшим лётчикам.
