ГШ-6-30 (aka АО-18) была вполне достаточна для своей ниши в те годы. Вот "макси-вариант" Су-24 (с Д-30Ф вместо АЛ-21Ф), с той же ГШ-6-30 (но с стволами полной длины) вместо 23-мм, имеющий внутренний бомбоотсек, "макси-Кайру" в дополнение к радарному наведению и способный нести ФАБ-9000 - это было бы любопытно.

Вообще, на мой вкус чуть-чуть более крупный Су-24 более чем реалистичен. Особенно если отказаться от АЛ-21. Одноконтурный одновальный движок, склонный к обрыву лопаток и титановым пожарам, не отличающийся экономичностью и вообще не слишком подходящий для многорежимного самолёта... Идеологический потомок J79... А вот Д-30, с учётом того как лихо его чуть позже доделали под Миг-31 (и с учётом того, что Т-6 делался в принципе под неготовый двигатель - так что...), куда более экономичный в бесфорсажном режиме, широко распространённый в гражданских модификациях...
А увеличение максимальной бомбовой нагрузки с 7500 до 9000 кг с более мощными движками не кажется такой уж неразрешимой задачей. Заодно это позволяет с куда меньшими сожалениями списывать Ту-16 - потому что тот же Ту-22 во всех своих "модификациях" девятитонки нести не мог, а военным не хотелось ограничиваться только Ту-95...
Внутренний бомбоотсек - с учётом того что Д-30 потребовали бы расширить и раздвинуть воздухозаборники и слегка увеличить построечную высоту фюзеляжа - вполне влазит под центральные баки. Да, крупные ракеты туда не запихнуть - но гроздья ФАБ-250 или ФАБ-500 вполне влезут, как и дополнительный бак при необходимости. А подвесные узлы - по бокам брюха...

Вообще-то предлагаемой вариант Су-24 - имеет максимальную (почти в перегрузку) боевую нагрузку в 9 тонн (правда, с возможностью подвесить конкретный моногруз в виде ФАБ-9000), а Ту-22М2-3 имеют максимальную боевую нагрузку в 24 тонны (правда, максимальный моногруз в районе 8 тонн - X-22...). При этом по двигателям - Д-30Ф(Т-6) - 9100/14000 кгс против НК-22(25) 22000(25000) кгс и боевой радиус (грубо) 600 км против 2300 км. Разница определённо заметна, не правда ли?

Проектирование нового бомбардировщика фирма Сухого начала в инициативном порядке. В процессе разработки дважды кардинально менялся облик самолета. По первоначальному проекту, получившему обозначение С-6, самолет имел неподвижное стреловидное крыло. Силовая установка - два ТРД Р-21Ф-300**' с форсажной тягой по 7200 кгс.
...
Поэтому руководство ОКБ пошло на хитрость: некоторое время С-6 в исходящей документации имел шифр Т-58М. В тот период фирма работала над двухдвигательным перехватчиком Т-58 (прототип Су-15). Машина получалась удачной, и тема хорошо финансировалась правительством. Представив новый фронтовой бомбардировщик как глубокую модификацию перехватчика, ОКБ сумело получить необходимые средства для продолжения проектирования. Однако работы по теме С-6 впоследствии были прекращены. Сказались, конечно, сложности с доводкой двигателя Р-21Ф, но главное - после успешных испытаний летающей лаборатории Т-58ВД*, приняли решение о разработке под индексом Т-6 ударного самолета укороченного взлета и посадки.
...
Первую опытную машину, получившую обозначение Т6-1, построили к лету 1967 года. В силовой установке самолета использовали два новых маршевых двигателя Р-27Ф2-300'* с форсажной тягой по 7800 кг и четыре подъемных двигателя РД-36-35 тягой по 2350 кг. Подъемные двигатели устанавливались в фюзеляже с наклоном вперед, попарно по обе стороны силового шпангоута крепления основных опор шасси.
...
В процессе испытаний 76-1 в 1968 г. двигатели Р-27ф2-300 были заменены на более мощные, разработанные в ОКБ А.М. Люльки двигатели АЛ-21Ф с форсажной тягой по 11200 кг. Под эти двигатели доработали хвостовую часть фюзеляжа: изменили ее конструкцию и внешние обводы.
...
Однако, в связи с изменением требований ВВС к фронтовому бомбардировщику, работы по Т6-1 вскоре были прекращены и ОКБ сконцентрировало усилия на разработке бомбардировщика с крылом изменяемой стреловидности.
...
Вскоре, однако, от подъемных двигателей отказались, т.к. и без них взлетные характеристики самолета получались достаточно хорошими. В освободившемся внутрифюзеляжном объеме вначале планировалось организовать отсек вооружения, но эта идея развития не получила, т.к. внутренняя подвеска существенно ограничивает ассортимент применяемого оружия.
...
Первый полет Т6-2И состоялся 17 января 1970 г., его поднял в воздух В.С. Ильюшин. Испытания этого самолета продолжались 6 лет, но решение о запуске нового бомбардировщика в серию под индексом Су-24 было принято на первом году испытаний, когда стали очевидными его преимущества перед Т6-1. В конце 1970 г. взлетел третий опытный прототип Т6-3И, а летом 1971 г. - Т6-4И