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.