С 15 по 19 октября в качестве летчиков облета несколько полетов на Су-15УТ выполнили представители авиации войск ПВО. в том числе и ее командующий генерал-лейтенант А. Л. Кадомцов. Полеты по программа ГСИ начались только с 16 ноября От ГК НИИ ВВС в испытаниях участвовали летчики М. И. Бобровицкий. Г. А. Баевский и Н В Рухлядко. а в качестве летчиков облета – С. А. Микоян, А. А. Манучаров. B. C. Котлов и С. А. Майоров. Основная часть работ была посвящена определению ВПХ, ЛТХ, характеристик устойчивости и управляемости. Часть полетов, как и положено. выполняли летчики ОКБ. В одном из них. 20 января 1969 г.. машиной управлял Е. К. Кукушев. После "обжатия" самолета по перегрузке на поездке у него не вышли основные опоры шасси. Летчику пришлось применить «чкаловский» набор фигур пилотажа с созданием перегрузок, и только после пятой попытки стойки выпустились. Причиной происшествия стало несоблюдение при постройке машины зазоров между щитками шасси и обшивкой крыла, что дало о себе знать только после полета на перегрузку
Испытании завершили к 26 февраля. Как и ожидалось. ЛТХ «спарки» по сравнению с Су-15 ухудшились: дальность полета снизилась до 1390 км. потолок до 17700м. Характеристики устойчивости и управляемости признали приемлемыми, указав на один существенный недостаток – появление признаков неустойчивости в путевом канале на сверхзвуковых скоростях. Вывод военных испытателей гласил: самолет может быть допущен в качестве УТС для обучения и тренировки летного состава всем основным элементам полета, за исключением боевого применения.
После утверждения летом 1969 г. акта ГСИ в ОКБ занялись устранением отмеченных недостатков, в т. ч. – неустойчивости о путевом канале. Причина явления была понятна: удлиненному самолету не хватало площади киля. Однако решить проблему очередным увеличением вертикального оперения не позволяли ограничения по прочности. Тогда решили попробовать оснастить самолет подфюзеляжными гребнями. Весной 1970 г. летчики ОКБ Е С. Соловьев и А. И. Исаков выполнили на опытном У-58Т короткую программу сравнительных испытаний с гребнями и без них. Выяснилось. что на характеристики устойчивости гребни практически не повлияли. Поэтому приняли "соломоново" решение: в эксплуатации максимальную скорость самолета ограничить величиной М=1. 75. Это снизило до 16700 м и потолок, т. к. по стандартной методике максимум достигался при М= 1, 9.
Выпуск Су- 15УТ начался в Новосибирске в 1969 г "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 г.. а в июле самолет был принят на вооружение приказом министра обороны N«0115. Выпуск Су-15УТ продолжался до конца 1972 г. Кроме строевых полков, часть "спарок" поступила в Ставропольское ВВАУЛ ПВО.
Гораздо хуже обстояло дело с учебно-боевым Су-15УБ. Из-за задержек с поставкой оборудования постройка опытной машины У-58Б завершилась в Новосибирске в мае 1970 г.. а первый полет заводской летчик-испытатель А С. Грибачев совершил на ней 24 июня. На самолете стоял полный комплект оборудования, включая РЛС "Тайфун", и центровка этой «спарки» получилась слишком передней Уже первые полеты подтвердили ожидаемый результат: машина была очень инертной в управлении. 2 августа самолет перебазировали в Жуковский, но работы на нем приостановили. Аппарат явно не удался. Руководство ОКБ. найдя поддержку в министерстве. предложило заказчику закрыть работы по этой теме, указывая на запущенный в серию Су-15УТ. Военные, по зрелом (измышлении, согласились. Самолет на ЛИиДБ поставили к дальней стенке и практически забыли о нем. В конце 1970-х гг, в числе прочих отлетавших свое Су-15. он был передан ПВО для использования в качестве учебного пособия.
Су-15 II этапа. Начало работ по модернизацииКак уже указывалось выше, характеристики Су-15 не по всем позициям соответствовали требованиям военных. Исправить положение была призвана программа модернизации машины В документах того периода усовершенствованный самолет именовался как -Су-15 II этапа». Его создание задавалось все тем же Постановлением правительства от 30 апреля 1965 г. Однако "мощности" ОКБ Сухого не хватало для параллельной разработки всего обилия тем, входивших я планы. Напомним, что в середине 1960-х гг. ОКБ занималось, кроме Су-15. такими машинами, как Т-4 (изд. 100, Су-7У, С-22И, Т-58М и др. Большинство работ приходилось выполнять последовательно, в порядке установленных приоритетов. Реально к модернизации Су-15 удалось приступить только в начале 1966 г., причем более двух лет эти работы велись с эффективностью, близкой к нулю. Причиной тому, уже в который раз. стала неопределенность с выбором РЛС.