Самолет получил усиленное шасси с передней телескопической стойкой, оснащенной двумя колесами (у Су-27 – рычажная одноколесная). Под центральной хвостовой балкой разместили посадочный гак, снабженный системой выпуска, подтяга и демпфирования. Парашютную тормозную установку упразднили, а блоки выброса пассивных помех перенесли из кормового «ласта» в хвостовую часть фюзеляжа, в район компрессоров двигателей. Была изменена конфигурация и самой центральной балки: ее укоротили, подняли вверх, а нижнюю поверхность выполнили плоской.
Для повышения тяговооруженности самолета решили применить модифицированные двигатели АЛ-31Ф серии 3 с дополнительным особым режимом работы (ОР), на котором тяга кратковременно повышалась до 12 800 кгс. В конструкции этого двигателя использовались материалы и покрытия, имеющие высокую антикоррозионную стойкость. Для сохранения исходного запаса топлива на Су-27К изменили компоновку фюзеляжных топливных баков, а в поворотных частях консолей крыла организовали новые баки-отсеки. Полный запас топлива на самолете составил 9500 кг (у Су-27 – 9400 кг). Самолет оснастили выдвижной штангой дозаправки топливом в полете и предусмотрели, что при оснащении унифицированным подвесным агрегатом заправки (УПАЗ) машина сама может превращаться в танкер.
Для избежания электрических наводок все бортовое радиоэлектронное оборудование самолета было приведено в соответствие с требованиями обеспечения электромагнитной совместимости с радиоэлектронными средствами корабля. Важнейшие составляющие системы управления вооружением корабельного истребителя (радиолокационная станция Н001К, оптико-электронная прицельная система ОЭПС-27К с оптико-локаци- онной станцией ОЛС-27К) представляли собой специально доработанные аналоги «сухопутного» Су-27.
Постройка опытных машин велась ОКБ в кооперации с Комсомольским-на-Амуре авиационным производственным объединением (КнААПО) им. Ю.А.Гагарина. Для «габаритных» испытаний Су-27К на строящемся корабле подготовили габаритно-массовый макет, а затем еще и конструктивно-технологический макет Т-10КТМ, в который переделали Су-27 (сер. №05-05). Кроме того, были доработаны несколько Су-27 и Су-27УБ для проведения испытаний по программе Су-27К на комплексе «Нитка». Первым для этого подготовили Су-27 №06-03, получивший фирменный шифр Т10- 25, который оснастили усиленным шасси, выпускаемым посадочным гаком и флаперонами увеличенной площади. 1 сентября 1984 г. В.Г.Пугачев впервые посадил этот самолет на блок аэрофинишера комплекса «Нитка», в тот же день аналогичную посадку совершил и Н.Ф.Садовников.
Переднее горизонтальное оперение
Складывающийся стабилизатор
Станция РЭП «Сорбция»
Передняя опора шасси
Правая основная опора шасси
Летом того года на «Нитке» завершили монтаж трамплина Т-2 (высота 5,6 м, длина 53,5 м, ширина 17,5 м, угол схода 14,3°), в точности повторявшего форму носовой части палубы строившегося ТАКР. 25 сентября Садовников выполнил на Т10-25 первый старт с Т-2. До конца октября на этой машине было проведено 160 заходов на посадку с касанием полосы и уходом на второй круг, в т.ч. 44 автоматических, 9 посадок на аэрофинишер и 16 взлетов с трамплина. К сожалению, вскоре «карьера» Т10-25 закончилась. 23 ноября, во время полета на полигоне ГК НИИ ВВС в Ахтубинске из-за разрушения трубопровода гидросистемы нарушилось управление самолетом, и пилотировавшему его Садовникову пришлось катапультироваться. Покидание произошло на высоте 1000 м в перевернутом положении, но летчик благополучно опустился на землю.
Летом 1986 г. к испытаниям на «Нитке» привлекли опытный самолет Т10-24 (Су-27 №07-01), оборудованный ПГО, на котором началось изучение влияния ПГО на динамику взлета с трамплина. Однако по этой программе успели выполнить всего 6 полетов. 20 января 1987 г. Т10-24 потерпел аварию, пилотировавший его летчик-испытатель НИИ ВВС А.Пучков катапультировался. Место Т10-24 на «Нитке» в марте 1987 г. занял опытный Т10У-2 (Су-27УБ №02-01), дооборудованный системой дозаправки топливом в полете и посадочным гаком. В течение двух месяцев летчики Н.Садовников, В.Пугачев, И.Вотинцев, Е.Липилин и А.Иванов выполнили на нем 12 полетов, отработав заход на посадку ночью по системе «Глиссада-Н». Судьба распорядилась так, что и эта машина через несколько лет разбилась при аварии.
В 1986 г. на опытном производстве ОКБ Сухого началась сборка первого, а затем и второго опытных экземпляров Су-27К, получивших обозначения Т10К-1 и Т10К-2. Для этого использовали агрегаты серийных Су-27, поставленные КнААПО. Летом 1987 г. самолет Т10К-1, получивший бортовой №37, был готов к полетам. Поначалу он имел нескладывающиеся крыло и оперение, заимствованные у серийного Су-27. 17 августа Пугачев впервые поднял эту машину в воздух. Спустя полгода на испытания поступил и Т10К-2 (бортовой №39), уже оснащенный штатным складывающимся крылом. На обеих машинах широким фронтом развернулись работы по определению основных летных характеристик, оценке устойчивости и управляемости, проверке конструктивных усовершенствований.
К концу августа 1988 г. Т10К-1 оснастили складывающимся крылом, однако самолет в таком виде прожил чуть больше месяца. 27 сентября Садовников выполнял на нем очередной испытательный полет, программа которого предусматривала определение прочности конструкции машины на сверхзвуковой скорости, исследование устойчивости и управляемости на больших углах атаки, имитацию отказа двигателя. При выполнении последнего задания, после отключения двигателя, из-за дефекта гидросистемы произошел отказ управления ПГО, что привело к сваливанию самолета, и летчику пришлось покинуть его. При катапультировании Николай Федорович получил травму позвоночника и вернуться к летной работе уже не смог. За мужество и героизм, проявленные при проведении испытаний, 31 октября 1988 г. выдающемуся летчику-испытателю Н.Ф.Садовникову было присвоено звание Героя Советского Союза.
После этой аварии основная нагрузка легла на Т10К-2, на котором в течение года по программе летно-конструкторских испытаний (ЛКИ) было выполнено около 300 полетов в условиях наземного базирования. Продолжались полеты и на экспериментальном Т10У-2. Значительная часть этой работы прошла на «Нитке». Ведущим летчиком фирмы по корабельной программе стал В.Г.Пугачев, а летом 1989 г. к нему присоединились молодые пилоты СН.Мельников и Е.И.Фролов. К посадке на палубу начали готовиться и военные испытатели из 3-го Управления ГК НИИ ВВС (Крымский филиал) – командир испытательного полка п-к К.А.Семкин, заместитель начальника Управления по летной работе п-к В.Н.Кондауров и др.
Опытный самолет Т10К-2 во время первой посадки на палубу. 1 ноября 1989 г.
Самолет Т10К-2 готов к взлету с 3-й стартовой позиции корабля
Пробежка по палубе крейсера. Под фюзеляжем виден унифицированный подвесной агрегат заправки (УПАЗ)
В целом, начавшиеся испытания подтвердили, как и ожидали конструкторы, что летные характеристики потяжелевшего после всех доработок более чем на 3000 кг самолета несколько ухудшились по сравнению с серийным Су-27. Например, максимальная дальность полета снизилась на 30-40%, а максимальные скорости и практический потолок – на 7-9%. Однако, несмотря на существенное увеличение посадочной массы, новая механизация крыла и ПГО позволили уменьшить скорость захода на посадку до 240 км/ч (у Су-27 – около 270 км/ч, и только в процессе выравнивания она гасится до 225-240 км/ч).