1958年初，苏联领导人决定在现役的米-6重型直升机的基础上，研制一款运输大型货物的起重直升机。

当然，这款直升机的主要用途还是军事方面，吊运巡航导弹和弹道导弹，设计需求是载重量为12吨，续航能力250千米。这个任务理所应当地由米哈伊尔·米尔领导的米里设计局承担，保留了米-6的动力系统之后，对机身进行全新设计，使其更加细长。16米长的机身内部可以放置副油箱，用来增加航程。

根据运输木材的计划，机身下方配备了超长的固定起落架。起落架之间可以安装一个货运平台，同时还可以使用液压夹具将货物固定在机腹下方，直接进行空运。机身距离地面高达3.75米，飞行员需要借助起落架上的梯子才能进入驾驶舱。

为了方便飞行员在飞行过程中观察货物的姿态，机身下方有电视摄像机，座舱中还有专门配备的电视屏幕。有趣的是，这架大型直升机的尾桨竟然是木头支撑的，列宁格勒一家工厂使用层压胶合木制造这种桨叶。

1960年，米-10原型机首次试飞，一年后就创造了起重能力的世界纪录：直升机吊运15吨载荷，爬升到2200米高空。1964年，米-10开始批量生产，共生产了24架。此后苏联国防部对这种直升机失去了兴趣，拒绝使用它来吊运导弹。于是，根据民用的特殊需求，对米-10直升机进行了一些改进，同时对试飞过程中发现的缺陷进行了修改。

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