С 1967 года Су-15 начали поступать в строевые части истребительной авиации ПВО. Герой Советского Союза, заслуженный летчик-испытатель Андрей Арсенович Манучаров рассказывал: «Су-15 красивый, изящный на земле и в воздухе, очень нравился нам, был легко освоен в строю. На нем мы очень спокойно летали. Два двигателя, полет на одном при отказе другого не представлял особых проблем, четыре генератора, дублированные самолетные системы обеспечивали высокую надежность полета.
Особенно впечатляли его мягкое приятное управление благодаря оптимальному соотношению усилий на рычагах по всем трем каналам управления. Существенную роль в обеспечении безопасности полета и уверенности летчика играла система автоматического захода на посадку. Нередко резкое ухудшение погоды заставало летчика в полете, но это не создавало острых проблем, ибо система автоматического захода на посадку выводила машину на ВПП. Самолет Су-15 – большая удача в творчестве П.О. Сухого и его ОКБ»[1120]. В ходе серийного производства самолет постепенно дорабатывался. В 1969 году на самолете установили новое крыло с наплывом меньшей стреловидности на концевой части, новые двигатели Р1Ф2СУ-300 и систему управления пограничным слоем, предназначенную для снижения посадочной скорости (в эксплуатации не использовалась). Отрабатывалось различное оборудование, внедрявшееся затем в серию на новых модификациях. На Су-15, в частности, испытали систему автоматического управления САУ-58 (создана на 3-м МПЗ под руководством О.В. Успенского)[1121], двигатель Р13 – 300, подвесную пушечную установку ГП-9, а также РЛС следования рельефу местности, предназначенную для установки на Су-24, и опытный комплект системы дозаправки топливом «Сахалин-6А». В 1970-м началось серийное производство Су-15 Т(ТМ).
Для обучения летного состава в ОКБ спроектировали учебно-тренировочный вариант перехватчика. Несмотря на предложения ОКБ, самолет включили в план опытных работ с опозданием. Уже после получения задания проектирование затянулось из-за неясности с комплектацией оборудованием. Первоначальный вариант учебно-боевого самолета У-58Б комплектовался полным комплектом БРЭО. Впоследствии для ускорения разработки «спарки» предложили учебно-тренировочный У-58Т, с упрощенным оборудованием. На машине отсутствовали, в частности, РЛС, САУ-58 и вооружение. Этот самолет в августе облетал летчик-испытатель ОКБ Е.К. Кукушев[1122].
Полный комплект технической документации на «спарку» поступил из Москвы в новосибирский филиал ОКБ к сентябрю 1966 г. К тому времени уже было ясно, что серийный завод с изготовлением агрегатов планера запаздывает, поэтому сроки сдачи самолета и начала госиспытаний придется переносить[1123].
Выпуск Су-15УТ начался в Новосибирске в 1969 году. «Спарка» № 01 – 01 была изготовлена в октябре, а 10 декабря экипаж заводских испытателей (В.Т. Выломов и В.А. Белянин) выполнил на ней первый полет. Серийные самолеты (внутризаводское обозначение «изделие 42») отличались от опытного только крылом с «наплывом» и задействованной системой УПС. В строй первые 5 машин были переданы весной 1970 года, а в июле самолет был принят на вооружение приказом министра обороны № 0115. Выпуск Су15УТ продолжался до конца 1972 года. Кроме строевых полков, часть «спарок» поступила в Ставропольское ВВАУЛ ПВО[1124].
Создание Су-15 должно было стать только первым этапом работ по новому комплексу средств перехвата. На втором этапе предполагалось оснащение самолета новой, более мощной и помехозащищенной РЛС, средствами автоматизации и модернизированными ракетами, что существенно повышало боевые возможности комплекса. Работы в этом направлении развернулись сразу после окончания госиспытаний Су-15, в 1965 году. К 1967-му начался выпуск технической документации для варианта Су-15 с РЛС «Коршун-58», но в связи с решением о замене станции работы приостановили и возобновили лишь в 1968 году. Согласно новым требованиям, на самолете устанавливалась РЛС «Тайфун», созданная на базе станции «Смерч» (для МиГ-25П), более мощные двигатели Р-13 – 300 с системой УПС, расширенные воздухозаборники, усиленная передняя стойка шасси с парой колес, новые бустера и многое другое. Вооружение самолета должно было состоять из двух ракет К-98М.
Боковые воздухозаборники Су-15 позволили разместить на нем РЛС «Орел-Д», которая обеспечивала обнаружение целей на дальности до 50 км, устойчивый их захват и сопровождение с дальности 35 – 40 км[1125].
Новый вариант самолета получил заводской шифр Т-58Т, а на заводе в Новосибирске – «изделие 37М». В новую машину переделывался один из серийных Су-15. Переоборудование завершилось к концу 1968-го, и в январе 1969 г. летчик-испытатель ОКБ В.А. Кречетов опробовал самолет в воздухе. После заводских испытаний машину сразу передали на совместные с заказчиком госиспытания, в ходе которых было сделано предварительное заключение о возможности серийного производства[1126].
По плану первые 20 Су-15Т Новосибирский завод должен был выпустить во второй половине 1969 года. На деле первый серийный самолет этого типа старший летчик предприятия Выломов поднял в воздух только 20 декабря 1970 г. По мере продвижения программы Су-15ТМ интерес военных к Су-15Т угасал, и выпуск был ограничен всего 20 машинами 1-й и 2-й серий[1127].
Сдача Су-15Т заказчику растянулась более чем на год, в течение которого устранялись выявленные недостатки. В строй эти машины попали уже летом 1972 года[1128]. Ограниченный выпуск Су-15Т объяснялся тем, что было принято решение об оснащении самолета модернизированной РЛС «Тайфун-М».
Станция «Тайфун-М» имела дальность обнаружения цели более 80 км, захват и сопровождение цели осуществлялись с дальности 45 – 50 км. Этот радар позволял обнаруживать и сопровождать цели на фоне земли и имел лучшую помехоустойчивость[1129].
Для отработки новой РЛС в 1969 году модифицировали Су-15. Кроме этого, по требованию военных для фронтового применения доработали систему вооружения самолета. Наряду с подвесными топливными баками (ПТБ) на подфюзеляжные узлы подвешивались бомбы, пушечные контейнеры или блоки НУРС. Самолет прошел заводские испытания в 1970-м, а в августе начались государственные испытания с РЛС «Тайфун-М». С февраля 1971 г. к нему подключилась вторая машина с доработанной РЛС. В декабре этого же года на госиспытания поступили два первых серийных Су-15ТМ с РЛС «Тайфун-М». В летных испытаниях принимали участие летчики-испытатели В.И. Мостовой, Э.М. Колков, В.В. Мигунов и С.А. Лаврентьев.
Су-15ТМ сменил на стапелях Су-15Т, начиная с 3-й серии, и выпускался вплоть до 1975 года. На вооружение комплекс Су-15ТМ в составе: истребитель-перехватчик Су-15ТМ с ТРД Р13 – 300, РЛС РП-26 («Тайфун-М») и управляемыми ракетами Р-98М – приняли в январе 1975-го[1130].
Выпуск Су-15ТМ (заводской индекс «изделие 37М») развернули в Новосибирске с 1971 года, а первый серийный самолет № 03 – 02 был изготовлен в октябре. В строй первую партию перехватчиков передали весной 1972 года. Производство продолжалось до конца 1975-го, причем кроме них на предприятии строились бомбардировщики Су-24. Поэтому темп производства Су-15ТМ был не столь высок, как Су-15, и не превышал 110 машин в год[1131].
Одной из важных проблем, которую пришлось решать по результатам государственных испытаний, стало устранение «паразитных» засветок экрана РЛС. По рекомендации «радистов», сталкивавшихся ранее с такими явлениями, были испытаны новые варианты носовых радиопрозрачных обтекателей, имевших не коническую, а оживальную форму. После отработки в ОКБ на Су-15№ 1 – 40 в июне 1972 г. такие обтекатели установили на Су-15ТМ № 03 – 02 и 03 – 03. В результате «паразитные» засветки экрана исчезли, но несколько снизились потолок, опорная высота полета, дальность и рубежи перехвата. После прошедших осенью 1973 года контрольных испытаний в ГК НИИ ВС новый носовой обтекатель получил законную прописку на самолете. Однако внедрить новшество в налаженное серийное производство удалось далеко не сразу. Большая часть машин вышла из цехов завода в старом виде, и лишь с 8-й серии в строй стали поступать Су-15ТМ с оживальными конусами. Кроме того, с машины № 10 – 30 на перехватчике перестали устанавливать систему воздушной подпитки сопла с характерными воздухозаборниками в хвостовой части. Позднее на Су-15ТМ обе эти доработки выполняли на капремонтах на авиационных ремонтных заводах (АРЗ). Надо также отметить, что возможность выполнять автоматический перехват низковысотных целей Су-15ТМ получили только с 6-й серии, после внедрения доработанной с учетом полученных в ходе госиспытаний замечаний САУ-58 – 2[1132].
Су-15ТМ прошел программу довооружения ракетой Р-60 малой дальности с тепловой ГСН (позднее эту доработку выполнили на всех ранее выпущенных машинах)[1133].
В сентябре 1976 г. летчик 530-го ИАП ПВО В.И. Беленко угнал в Японию новейший советский перехватчик МиГ-25П, в результате чего американцы получили возможность изучить самолет и его оборудование. Это событие имело последствия и для Су-15ТМ, так как его радар «Тайфун-М» отличался от установленного на микояновской машине «Смерча-А», по сути, только меньшим диаметром антенны. В ноябре 1976 г. вышло постановление правительства, которым задавались работы по минимизации ущерба, нанесенного стране предательством Беленко. Причем на МиГ-25П была предусмотрена полная замена системы вооружения, а на Су-15ТМ – лишь модернизация РЛС. Уже в начале следующего года на строевых Су-15ТМ № 13 – 49 и 14 – 07 началось выполнение этой программы. Для окончательной доводки модернизированной станции потребовалось еще около года, и в 1978 году проведение доработок было рекомендовано на строевых машинах