В СССР такой трудовой подвиг не был редкостью. Однако и Джонсон, работая над истребителем Р-80 Shooting Star, заставил жить возле кульманов не только конструкторов, но и бухгалтеров, и технологов, а рабочие спали прямо возле собираемого самолета. Таким образом, он умудрился «с нуля» спроектировать и построить самолет за 143 дня.
В начале 1954 г. Сухому выделили опытный завод для постройки первых экземпляров истребителя. Согласно номеру этого предприятия ОКБ-1 переименовали в ОКБ-51. Теперь Сухой имел все необходимое. Уточнение чертежей и размещение оборудования в самолете производились с использованием деревянного макета, который затем сдали комиссии заказчика. Она утвердила облик машины в феврале 1954 г.
Летом началось строительство двух опытных образцов С-1. Первый предназначался для летных испытаний, второй — для статических. Его сделали быстрее и начали нагружать для проверки прочности конструкции. При нагрузке в 85 % от расчетной произошло неожиданное — сломалась задняя стенка крыла. Разрушение случилось в районе соединения с главной балкой, которую иногда именуют подкосом. Слабое место пришлось усиливать стальными накладками и вносить соответствующие изменения в конструкцию летного экземпляра. При следующем нагружении поломка произошла на значении 101 %. Сухой считал этот показатель идеальным для весового совершенства конструкции, и дальнейшее усиление уже не производилось.
Оригинально поступили и с аэродинамическими перегородками на крыле, которые повышали устойчивость, препятствуя перетеканию потока. При нагрузках перегородки трескались, и для придания гибкости их разрезали на несколько отдельных секций. В остальном статиспытания подтвердили расчетные данные, и С-1 с временным двигателем АЛ-7 стали готовить к полетам.
16 июля 1955 г. самолет привезли на аэродром ЛИИ в Жуковском. Испытателем новой машины назначили летчика из ОКБ Лавочкина Андрея Григорьевича Кочеткова, своих пилотов ОКБ Сухого еще не имело. Через 11 дней Кочетков совершил на С-1 первую рулежку. Затем последовали скоростные пробежки. Все шло достаточно ровно, самолет неприятных сюрпризов не преподносил. Сухой и Люлька постоянно контролировали процесс и докладывали о готовности к первому полету. Но вот уже наступило 7 сентября, а разрешения на взлет из министерства все не поступало. На этот день была намечена скоростная пробежка с подлетом, выпуском тормозного парашюта и остановкой в конце полосы.
Последующие события Кочетков в своих воспоминаниях описывает так: «Решили провести подлет вечером, когда аэродром пустеет. Полеты прекратились, я вырулил на старт. Дал полные обороты двигателю, разогнал самолет до скорости отрыва, оторвал самолет от полосы. И вдруг произошло неожиданное. Самолет вместо небольшого отрыва поднялся на высоту не менее 15 метров. Я немедленно убрал обороты, но сразу определил, что полосы для посадки не хватает и самолет будет разбит…Увеличил обороты до максимальных и начал набор высоты». Набрав высоту 50 м, Кочетков совершил стандартный полет по кругу и успешно посадил самолет. Его первые впечатления после полета были положительными. В качестве недостатка пилот отметил лишь небольшую раскачку по тангажу, которая возникла сразу после отрыва из-за малых усилий на ручке управления и исчезла после уборки закрылков и включения в работу загрузочного механизма.
Сухой и Люлька были очень довольны. В ОКБ состоялся торжественный митинг, на котором счастливый Сухой поздравил всех, кто создавал машину. Для него полет С-1 после долгого перерыва в работе стал архиважным событием. Настроение Главного не портило даже то, что конкурентам удалось его опередить — их машины встали на крыло в 1954 г. Первым отличился Микоян — его Е-2 под управлением Е.К. Мосолова взлетел 14 февраля, а через две с половиной недели оторвался от заводской полосы истребитель XF-104А Джонсона.
Если советские машины не преподнесли в первом вылете больших сюрпризов, то американский самолет, напротив, сразу заявил о своем сложном характере. Летчику-испытателю Тони Ле Виеру не удалось убрать шасси. Тем не менее, впереди трудности ждали всех. Ведь конструкторы хотели вывести свои самолеты на неизведанную территорию — за две скорости звука.
В мае 1955 г. заказчик в лице Министерства авиапромышленности (МАП) 1*изменил свое задание. Разработка фронтового истребителя с треугольным крылом Т-1 и перехватчика С-3 со стреловидным — была закрыта. Основной задачей для ОКБ-51 становился перехватчик Т-3, но и работы по С-1 разрешили продолжить.
До января 1956 г. С-1 совершил 12 полетов. После этого на машину установили штатный двигатель АЛ-7Ф с форсажной камерой. Вместо Кочеткова дальнейшие испытания вел летчик-испытатель Владимир Николаевич Махалин, отличный пилот с опытом воздушных боев в Корее (сбил 1 самолет противника). Свое первое впечатление о машине Сухого он описал так: «… он показался мне слишком большим для истребителя…».
Первый полет с новым двигателем прошел без замечаний, была достигнута скорость 1,5М. Испытатели стали ее постепенно увеличивать, опасаясь помпажных явлений, но неприятность пришла совсем с другой стороны. В одном из полетов Махалин доложил на землю, что он почувствовал удар сзади и самолет резко накренился: «Выключил форсаж, разгон прекратился, крен парировал, иду на посадку, выпустил шасси, потянулся выпускать закрылки, но мне как будто кто-то говорит: «Не трогай закрылок!» Сел, не выпуская закрылков, выруливаю на полосу, отвязываю ремни, вылезаю из кабины. Фельснер стоит у правого крыла и качает головой. Смотрю: так вот почему меня в крен бросило! Обшивка закрылка сорвана, и торчат оголенные нервюры. Если бы при посадке выпустил закрылки, самолет мог бы перевернуться на спину. Все хорошо, что хорошо кончается».
Для экономии веса закрылок имел приклеенную обшивку. В те годы клеи активно внедрялись в производство, но их использование требовало точного соблюдения технологии, что в советских реалиях не всегда выполнялось. Не желая и дальше рисковать, Сухой распорядился заменить склейку на клепку. За океаном клей внедрялся более успешно, например, практически вся обшивка сверхзвукового бомбардировщика В-58 приклеивалась к силовому набору.
В последующих полетах сюрпризы стала преподносить силовая установка. По мере приближения к 2М она начинала подавать признаки помпажа, которые исчезали при торможении. Скоростные полеты пришлось прекратить 9 июня 1956 г. на рубеже в 1,96 «Маха» — 2070 км/ч.
Причиной негативных явлений в воздушном тракте стала неравномерность воздушного потока на входе в двигатель и срывные явления на лопатках сверхзвуковой ступени. Тогда конструкторы изменили форму носового конуса, что позволило Махалину разогнаться до 2,03М (2170 км/ч) и наконец-то взять «второй звук».
Скоростные требования заказчика были перевыполнены, но вот дальность полета оставляла желать лучшего. Большой удельный расход топлива АЛ-7Ф не позволял достигнуть и половины из желаемых 1400 км. Сухой решил увеличивать запас топлива на втором опытном экземпляре С-2.
24 июня самолет С-1 показали на воздушном параде в Тушино. Опытную машину пилотировал Н.И. Коровушкин. Строй самолетов возглавлял микояновский Е-2, ведь его ОКБ по-прежнему считалось «первым истребительным бюро» страны. Хотя на скорость 2М истребители Микояна пока еще не вышли. Самолет Джонсона опередил советских конкурентов и преодолел две скорости звука еще 28 февраля 1956 г.
11 июня 1956 г. вышло совместное постановление ЦК и Совмина о начале серийного производства «С» под обозначением Су-7. Конечно, испытания еще не закончились, вот-вот должен был взлететь второй опытный образец, но преимущество в скорости решило дело в пользу самолета Сухого.