Первой полноценной модификацией самолета Су-27 стал его учебно-боевой двухместный вариант - Су-27УБ (обозначение в ОКБ - Т-10У). Большая размерность самолета позволила разместить второго члена экипажа, подвергнув базовую машину минимальным переделкам. Кабина пилота осталась без изменений. Место инструктора пришлось приподнять, так как за кабиной пилота находится отсек передней опоры шасси. Это позволило обеспечить хороший обзор второму члену экипажа. Оба места - инструктора и обучаемого - закрыты единой сбрасываемой частью фонаря, которая открывается вверх-назад, как и на боевой машине. С увеличением высоты кабины пилотов возрос объем фюзеляжа, что позволило сохранить состав оборудования, характерный для исходного истребителя. Выросла и площадь боковой проекции головной части фюзеляжа, что повлекло увеличение площади вертикального оперения для сохранения путевой устойчивости. Чтобы максимально сохранить базовую конструкцию, кили были подняты на 425 мм с помощью вставок, что обеспечило унификацию агрегатов боевого и учебного самолетов. Тормозной щиток также доработали - его площадь выросла за счет увеличения длины примерно на 300 мм, из-за чего антенну радиокомпаса немного сместили назад. В конструкции крыла Су-27УБ предусмотрели размещение двух дополнительных точек подвески. В остальном учебный вариант практически ничем не отличается от боевого самолета. Как и Су-27, коммерческий вариант Су-27УБ (Су-27УБК) поставлялся в Китай и Вьетнам. Все изменения, связанные с продажей за рубеж, идентичны Су-27СК.
То, что на Су-27УБ удалось оставить полноценный комплекс вооружения, позволило, кроме учебных, решать и боевые задачи аналогично базовой модели. В дальнейшем это сыграло положительную роль при создании новых модификаций: Су-30, Су-ЗОМК и Су-ЗОМКИ. Несколько первых опытных машин сделали в Комсомольске-на-Амуре, а серийное производство было налажено на Иркутском авиационном заводе (ныне ИАПО), где самолет получил заводской шифр "изделие 10-4".
В 1985г. начались испытания опытного самолета Т-10-24, который оснастили передним горизонтальным оперением (ПРО), для чего доработали наплывную часть центроплана. Испытания продолжались недолго, так как во время одного из полетов в Ахтубинске произошла авария, и машина была потеряна. Результаты испытаний показали, что установка ПГО позволяет повысить несущие свойства самолета и получить схему "интегральный неустойчивый триплан". Впоследствии ПГО было применено на новых модификациях Cy-27: Cy-33 (Cy-27K), Cy-35 (Cy-37) и Су-34(Су-32ФН),а также на Су-ЗОМКИ.
Предсерийный истребитель Т-10-17
Т-10-17 preserial fighter
Учебно-боевой самолет Су-27УБ
Су-27УБ military training aircraft
Су-27СК - экспортный вариант для поставки в Китай
Су-27СК export version for delivery to China
Параллельно с Т-10-24 проходила испытания другая опытная машина Т-10-25 - прототип будущего корабельного самолета, оснащенная посадочным гаком для посадки с помощью аэрофинишера. Чтобы установить гак, пришлось доработать хвостовую часть фюзеляжа, усилив ее и сделав дно среднего отсека между мотогондолами плоским. На самолете усилили шасси, так как вертикальные перегрузки при посадке на палубу значительно превышают таковые при нормальной посадке. Кроме того, был изменен угол наклона спинки кресла пилота и увеличена площадь флаперонов, установлен комплект бортовой аппаратуры и приемная антенна радиотехнической системы "Резистор", обеспечивающей заход на посадку на блок аэрофинишеров по радиолучу днем и ночью в любых метеоусловиях. Испытания машины проводились в Крыму в г. Саки на комплексе НИТКА (наземный испытательно-тренировочный комплекс авиационный), где были построены полноразмерные аналоги корабельного аэрофинишера и трамплина. Кроме уже проведенных доработок, на самолете предполагалось установить штангу дозаправки топливом в полете, но испытания Т-10-25 прервала авария, в которой машина была потеряна.
Системой дозаправки топливом в полете оснастил и опытный Т-10У-2, который получил дополнительную возможность дозаправлять другие самолеты при помощи УПАЗа (универсального подвесного агрегата заправки). Он также был оснащен посадочным гаком, поэтому с момента потери Т-10-25 основные работы на комплексе НИТКА выполнялись именно на нем. В марте 1988 г. экипаж в составе летчиков-испытателей ОКБ Н.Са-довникова и И.Вотинцева выполнил на Т-10У-2 беспосадочный перелет по маршруту Москва-Комсомольск-на-Амуре-Мос-ква протяженностью 13440 км и продолжительностью 15 ч 42 мин, совершив при этом четыре дозаправки.
Создание самолета для корабельного базирования Су-27К (обозначение в ОКБ - Т-10К) привело к еще большей переработке конструкции истребителя. На нем установили усиленное шасси с новой телескопической передней опорой и спар-кой колес. Новое шасси и гак "потянули" за собой дальнейшее усиление центроплана и хвостовой части фюзеляжа.
Опытный Т-10-24 взлетает с трамплина комплекса НИТКА
Т-10-24 test fighter is taking-off
Корабельный самолет Су-33
Су-33 shipborne aircraft
Опытный экземпляр истребителя ПВО Т-10ПУ
Т- 10ПУ test fighter prototype of air defence
Кроме того, в связи с изменением условий базирования и расширением объема решаемых боевых задач установили доработанный комплекс БРЭО. Применили и новую электродистанционную систему управления (ЭДСУ) самолетом по всем трем каналам, в отличие от одного на Су-27. Появление системы дозаправки с убираемой штангой по левому борту потребовало сместить оптический блок оптико-локационной станции (ОЛС) от оси симметрии вправо. "Оморячивание" самолета повлекло за собой увеличение его массы и снижение его летно-технических характеристик. Для компенсации было решено установить новое крыло с высокоэффективной механизацией и ПГО. Применение ПГО, установка штанги дозаправки и возросшие нагрузки от передней опоры шасси потребовали разработки новой усиленной головной части фюзеляжа с доработанным наплывом центроплана.
Опытный самолет Т-10К-1 совершил первый полет 17 августа 1987 г. Пилотировал его летчик-испытатель ОКБ В.Г.Пугачев. Это был первый экземпляр Су-27К, полученный из серийного Су-27, поэтому доработки на нем были выполнены не в полном объеме (центроплан и крыло остались старыми). Новое складываемое крыло на Т-10К-1 установили летом 1988 г. В дополнение к отклоняемому носку механизации подверглась вся задняя кромка: флапероны сместили к законцовкам, а большую часть размаха заняли закрылки. Одной из причин, вызвавших задержку изготовления нового крыла, было изменение его конструкции, связанное с переносом места складывания ближе к фюзеляжу. Это было обусловлено тем, что в рамках конкурентной борьбы "за место на палубе" потребовалось разместить на корабле Су-27К в количестве не меньшем, чем МиГ-29К. Для этого пришлось дополнительно разрезать закрылок и носок крыла и ввести складывание стабилизатора. Все эти доработки вызвали дополнительное увеличение массы пустого самолета.
В декабре 1987 г. подняли второй опытный экземпляр - Т-10К-2, по конструкции аналогичный первой машине. 1 ноября 1989 г. этот самолет, пилотируемый Пугачевым, совершил первую посадку на палубу ТАКР "Тбилиси" (сейчас "Адмирал флота Советского Союза Кузнецов"). Вскоре машина получила официальное обозначение Су-33. Первый показ ее широкой публике состоялся 18 августа 1991 г. во время празднования Дня авиации в г. Жуковский. Серийные корабельные самолеты внешне мало отличаются от опытных. Можно выделить измененное расположение блоков устройства выброса пассивных помех и радиопрозрачную законцовку ВО меньшей высоты. Последнее объясняется тем, что было необходимо обеспечить зазор между самолетом и проемом "ворот" ангарной палубы корабля. Серийное производство Су-33 осуществляется КнААПО.
Еще в ходе проектирования самолета Су-27 в ОКБ велись работы по дальнейшему развитию машины, в первую очередь в направлении повышения ее возможностей по поражению целей на поверхности земли и воды, в том числе с применением высокоточного управляемого оружия. На самолет установили новый комплекс БРЭО с новой РЛС большой мощности. Взлетные и посадочные массы этого варианта Су-27, названного Су-27М (обозначение в ОКБ -Т-10М), выросли по сравнению с Т-10С. Это привело к применению усиленных опор шасси, в том числе двухколесной передней, аналогично Су-24. Кроме того, увеличение массы самолета, номенклатуры вооружения и объема оборудования потребовали усилить крыло, оснастить его дополнительными точками подвески и установить ПГО. Для размещения нового БРЭО, усиленной передней опоры, ПГО и системы дозаправки топливом в полете разработали новую головную часть фюзеляжа с увеличенным радиопрозрачным обтекателем антенны РЛС и боковыми люками доступа к аппаратуре (аналогично Т-10-1). Новая "голова" самолета, для сохранения устойчивости и управляемости в путевом канале, повлекла увеличение вертикального оперения и площади рулей направления. Для монтажа части нового оборудования увеличили длину и диаметр хвостового обтекателя, а контейнер тормозного парашюта перенесли на верхнюю поверхность хвостовой части фюзеляжа перед топливным баком.
28 июня 1988 г. летчик-испытатель О.Г.Цой начал летные испытания первого опытного экземпляра Т-10М-1. Как и многие другие опытные машины, он был построен с использованием планера серийного Су-27. В 1995 г. Т-10М-1 передали в музей ВВС в подмосковном Монино. Серийное производство Су-27М было развернуто в Комсомольске-на-Амуре. Первый показ самолета потенциальным заказчикам и широкой публике состоялся в 1992 г. на выставке в Фарнборо, накануне которой ему присвоили наименование Су-35.
Дальнейшее повышение летных характеристик машины было возможно только при установке двигателя с изменяемым в полете вектором тяги. Работы в этом направлении уже несколько лет велись в ОКБ им. A.M.Люльки, а испытания опытного образца провел весной 1989 г. на Т-10-26 Виктор Пугачев. Тогда на самолете установили только один двигатель, сопло которого могло менять свое положение в вертикальной плоскости, для чего летчик переключал тумблер в кабине. Для подготовки демонстрационного образца истребителя с отклоняемым вектором тяги взяли один из серийных Су-35, устан