Для размещения РЛС в фюзеляже в районе кабины пилота сделали вставку. На опытной машине по-новому застеклили носовой конус, что улучшило обзор из кабины штурмана. Для повышения устойчивости в полете увеличили высоту гребней у корня крыла. Первоначально прототип Як-28И, как и опытный Як-28Л, проходил испытания с двигателями Р-11АФ-300. В процессе доработки машину оснастили Р-11АФ2-300 в модернизированных гондолах, отличавшихся круглым сечением входного отверстия и вытянутой передней частью. Именно на этом самолете прошла отработка новой силовой установки. Характерную для Р-11Ф-300 проблему неустойчивой работы компрессора решили путем доработки лопаток первой ступени. Элементы противообледенительной системы нового воздухозаборника отработали на летающей лаборатории Як-25. После проведения совместных госиспытаний Як-28И запустили в серийное производство в Иркутске, где под шифром "изделие 28И" он строился одновременно с Як-28Л. Всего построили 223 самолета, которые были официально приняты на вооружение.
В серийное производство Як-28И запустили еще до окончания испытаний и доводки станции "Инициатива-2". Когда началась эксплуатация самолетов в частях, то выявилось значительное отклонение характеристик станции от записанных в ТУ. При контрольных бомбометаниях погрешности превысили нормируемые. Заводские военпреды немедленно прекратили приемку бомбардировщиков. Назревавший скандал заставил министра авиапромышленности П.В.Дементьева принять чрезвычайные меры. На аэродром, где проводились испытания и доводка новой "Инициативы", были приглашены Яковлев с многочисленной командой, главные конструкторы и специалисты по навигационному комплексу, оптическому прицелу, РЛС и т.д., а также представители соответствующих НИИ. Стремясь быстрее разобраться в причинах выявленных дефектов, работу начали с наземных проверок. Когда те ничего не дали, были разрешены летные эксперименты на серийном самолете. Однако и на этом этапе продвинуться в исследованиях не удалось. Пришлось оснастить бомбардировщик КЗА, провести целый комплекс летно-исследовательских и доводочных работ, который растянулся почти на год и стал по существу первым в СССР серьезным исследованием системы сверхзвукового бомбометания.
Значительный вклад в доводку системы бомбометания Як-28И внесли сотрудники Научно-исследовательского института авиационных систем (НИИАС). Именно благодаря им удалось выяснить, что существенное влияние на точность оказывают погрешности определения баллистических характеристик бомб, измерения воздушной скорости, инструментальные погрешности приборов, а также неучет внешних условий при выходе бомб из бомбоотсека. Самое активное участие в работе на разных ее этапах принимали следующие сотрудники НИИАС: Е.И.Чистов-ский, Б.П.Киселев, Г.В.Свиридов, В.К.Мюльман, С.Е.Макогон, Н.Л.Гертман, А.К.Неусыпин, А.С.Деренковский и др. Общее руководство осуществлял Е.А.Федосов, который впоследствии возглавил институт.
После поступления первых бомбардировщиков в войска, несмотря на то, что все экземпляры были приняты военной приемкой, на завод и в ОКБ-115 стали приходить многочисленные претензии. В основном, они касались массового появления трещин в элементах конструкции. По распоряжению Генерального конструктора одну из иркутских машин выделили для ресурсных испытаний, на которой по ускоренной типовой программе начали наращивать налет часов. В каждом полете включался форсаж двигателей, на котором пилот должен был отлетать определенное время на сверхзвуковой скорости. За каждый час полагалась повышенная плата, и летчики охотно работали на так называемом самолете №4. После 100 ч налета, с точки зрения представителей ОКБ, существенных дефектов обнаружить не удалось. Не появились они, по их словам, и после 200, 300 и 400 ч. На самом же деле за это время на машине возникло множество трещин, которые, как считали конструкторы, не влияли на прочность. В Москве требовали отчет о проведении ресурсных испытаний бомбардировщика, оформление которого затягивалось из-за расхождения мнений по вопросу о прочности. В итоге было решено рассортировать все трещины на две группы: в силовых элементах конструкции и в несиловых. При таком подходе оказалось, что только в четырех случаях были выявлены трещины в силовых элементах, по которым приняли срочные меры и выпустили бюллетени для предотвращения их появления в эксплуатации. Трещины, обнаруженные в мелких лючках, зализах и задних кромках закрылков, подлежали ремонту в полевых условиях и на общую прочность самолета не влияли.
Передняя опора шасси
В полете - Як-28Б
Як-28Л и Як-28И в цехе окончательной сборки Иркутского авиазавода
Было признано, что опережающие ресурсные испытания Як-28Б прошел удовлетворительно. С таким заключением отчет отправили Генеральному конструктору. Дефекты на бомбардировщике обнаруживались в течение всего срока эксплуатации. Одним из них стал несинхронный выпуск закрылков: на посадке один из них отклонялся нормально, а другой - частично, не доходя и до половины требуемого угла. На земле застрявший закрылок выпускался полностью. Причем на разных машинах закрылки "застревали" по-разному: то левый, то правый. Установка самописцев подтвердила дефект. Первоначально предположили наличие неодинакового трения в гидроцилиндрах привода, но после их перестановки картина не изменилась. После ряда экспериментов директор завода А.Хлоптунов распорядился прекратить испытания, т.к. причину все равно найти не удавалось. Однако по настоянию конструкторов в серии дополнительных полетов ее удалось определить. Дело в том, что на задних кромках закрылков Як-28 имелись тонкие отклоняемые на земле пластины ("ножи"), предназначенные для компенсации "валежки" на больших скоростях полета. Они отгибались в разные стороны. Отогнутый вниз "нож", помимо своего полезного действия в отношении "валежки", приводил к такому перераспределению давлений на закрылке, что его выпуск затруднялся. В конечном итоге проблему решили, применив гидроцилиндры большей мощности.
Различные дефекты возникали вновь и вновь. Так, однажды при перелете из Иркутска в Москву группы принятых военной приемкой бомбардировщиков, следовавших на высоте 10000 м, стали отказывать радиополукомпасы. Не долетев до цели, группа совершила вынужденную посадку. Выяснилось, что во время недавнего ливня вода попала внутрь фюзеляжа, во время высотного перелета замерзла и стала препятствием вращению антенн РПК. Пришлось срочно вводить герметизирующие элементы в зализах хвостового оперения и по периметру лючков, а также ввести проверку на водонепроницаемость при сдаче самолетов военной приемке.
Обнаружилось немало проблем с автопилотом. Однажды во время испытаний в НИИ ВВС на машине, управляемой экипажем Ю.М.Сухова, согласно заданию, автопилот был включен сразу после взлета, после чего самолет буквально растрепало, его конструкция подверглась значительным деформациям, и все же летчику удалось посадить Як. За этот полет Сухов был удостоен ордена Боевого Красного Знамени.
Бомбардировщики имели целый ряд ограничений, касающихся применения вооружения. В течение почти 10 лет конструкторы совместно с ВВС пытались улучшить боевые качества самолетов. Так, с 31 марта 1968 г. по 30 января
1969 г. проводились специальные летные испытания серийного Як-28И с целью исследования возможности бомбометания в режиме набора высоты без доработки прицельного комплекса. Испытания проводились на высотах от 400 до 3200 м. С 6 мая по 18 июня 1970 г. проводились испытания Як-28Л №3921204 с доработанной артустанов-кой НР-23 (ведущий летчик майор И.И.Широченко). Ранее стрельба из пушки длинными очередями на больших высотах нарушала работу силовой установки. Испытания показали, что выполненные доработки позволили вести стрельбу очередями до 15-20 выстрелов на высотах более 8000 м.