Самолет участвовал в испытаниях с 1984 по 1987 гг. По имеющимся данным, было выполнено несколько десятков стрельб по аэростатам, находившимся на высотах более 30 км, а также мишеням Ла-17. Некоторые авторы указывают, что несколько раз стреляли по баллистическим ракетам и низкоорбитальным спутникам.
В 1989 г. А-60 «волшебным» образом сгорел прямо на своей стоянке на аэродроме Чкаловский. Очевидцы происшествия утверждают, что подготовленный к работе самолет стоял полностью заправленный. «Перед рассветом техники проникли внутрь для того, чтобы слить себе немного спирта, но т. к. ряд систем был под напряжением, возникло замыкание, и начался пожар. Техники, чтобы им не попало, тут же выскочили наружу, закрыли и опечатали машину и стали внутренний пожар (уже было видно задымление) всячески тушить снаружи. Подоспевший наряд пожарных был без допуска внутрь секретного объекта, поэтому пока получали разрешение, языки пламени стали вырываться наружу, и последовала команда «Бегом от машины!» Через несколько секунд последовал взрыв, при котором погиб один человек, команды не слышавший (он был с другой стороны самолета)».
Вероятно, была построена новая машина, унаследовавшая госрегистрацию предшественника, хотя некоторые авторы пишут, что самолет № 23–04 восстановили. ЛЛ получила новое оборудование и фирменное обозначение «1А2». В частности, на ней лазерную установку разместили за крылом под горбообразным обтекателем. В воздух «1А2» впервые поднялась 29 августа 1991 г. под управлением экипажа В.П. Демьяновского. До закрытия программы в 1993 г. состоялось всего 37 полетов. В дальнейшем самолет часто видели и на Чкаловском, и в Таганроге, где с 2004 г. он окончательно «прописался».
2 сентября 2006 г. между ТАНТК им. Бериева и КБ «Алмаз-Антей» был подписан контракт на модернизацию А-60 (НИР «Дуэлянт-Т»). Уже к весне 2007 г. самолет получил увеличенный обтекатель сверху фюзеляжа за центропланом и две дополнительные антенны перед крылом. С весны 2009 г. возобновились полеты, а 28 августа в ходе испытаний лазерный луч, пущенный с борта А-60, зарегистрировали на космическом аппарате на высоте 1500 км. В 2011 г. из-за недостатка средств работы приостановили. По данным газеты «Известия», осенью 2012 г. их опять возобновили. На летающей лаборатории планируется установить более мощный лазер, будет проведена модернизация и самого самолета, который запланировано снова поднять в воздух в конце 2013 г.
В декабре 1987 г. Московский НИИ точных приборов получил с завода ИЛ-76МД (№ 62–06, СССР-76753), который переделали в летающую лабораторию Ил-76РЛСБО. При этом установили РЛС бокового обзора, обтекатели антенн которой разместили по обоим бортам передней части фюзеляжа. Наверху фюзеляжа под обтекателями установили еще несколько антенн. 4 октября 1988 г. эта ЛЛ поднялась в небо и затем ее задействовали в нескольких экспериментальных программах. После списания в 1998 г. самолет стоит на хранении в Раменском.
В 1991 г. на базе иракской «возвращенки» создали ЛЛ, известную как Ил-76-11 (№ 13–07, СССР-76490) и предназначенную для испытаний систем радиоэлектронной разведки. Обтекатель РЛСБО, гораздо больших размеров, чем на СССР-76753, занимал только правый борт. В 1999 г. самолет конвертировали в Ил-76Т, после чего он летал в ряде авиакомпаний. Затем машину продали в КНР, где «препарировали» для обучения студентов университета ВВС КНР.
ИЛ-76МД (№ 73–06, СССР-76790) 29 декабря 1989 г. получило Центральное специализированное КБ. После переоборудования самолет использовался для испытаний спутниковой аппаратуры. Его отличал большой обтекатель антенны спутниковой связи на верхней поверхности фюзеляжа. С 1992 г. машина, переоборудованная в Ил-76ТД, эксплуатировалась различными авиакомпаниями. В 2003 г. ее поставили на хранение в екатеринбургском аэропорту Кольцово, а в 2009 г. восстановили, продали в Киргизию, и в следующем году она перелетела в Ош, получив регистрацию ЕХ-54001.
Еще одна ЛЛ была создана в ЛИИ на базе мелитопольского Ил-76МД (№ 48–02, СССР-76655) Она получила обтекатели на законцовках крыла, несколько датчиков в носовой части и, конечно, оборудование в грузовой кабине. Назначение ЛЛ автору установить не удалось. В 1993 г. машину вернули в Украину. Неизвестным остается и назначение самолета «1076» (№ 84–08), заложенного в 1992 г. В некоторых источниках указано, что это мог быть еще один воздушный пункт управления.
Ряд проектов на базе Ил-76 остался на бумаге. Обратим внимание на некоторые из них. Например, в 1967 г. был разработан «самолет-автобус» с двухпалубной пассажирской кабиной на 250 человек, а в 1972 г. велось проектирование грузо-пассажирского Ил-96. В начале 1980-х гг. в рамках исследований по созданию криогенных двигателей планировали построить ЛЛ «Холод» и «Холод-2». Во второй половине 1980 г. велись работы по Ил-76БМ. На нем собирались установить специальный транспортер, позволявший за один заход сбросить до 38 т бомб. В середине 1990-х гг. рассматривались несколько проектов на базе Ил-76МФ, включая аэрокосмическую систему «Демонстратор» для запуска ИСЗ, Ил-76ТФ с четырьмя ПС-90-А-76 и Ил-76ТФ-100 с американскими двигателями CFM56-5C.
Ил-76РЛСБО — летающая лаборатория НИИ точных приборов. Самолет оснащен РЛС бокового обзора
Летающая лаборатория А-60 (самолет «1А2»)
В мае 1974 г. в дислоцировавшийся в Витебске 339-й ВТАП прибыла бригада ОКБ Ильюшина, которая должна была оказать помощь в освоении нового самолета и подготовке материально-технической базы. Осенью в полк поступили и первые Ил-76, включая борт СССР-76500.
В следующем году «семьдесят шестые» начал получать 374-й инструкторский ВТАП из состава 610-го Центра боевого применения и переучивания летного состава (ЦБПиПЛС) в Иваново. Первые экипажи этого полка прошли теоретическое переучивание на ТАПОиЧ, а их летную подготовку провели коллеги из Витебска. С 1976 г. после освоения новой машины постоянным составом Центра там началась подготовка строевых экипажей. К 1979 г. в составе этого ЦБПиПЛС насчитывалось 12 Ил-76, которыми укомплектовали одну эскадрилью. В 1983 г. количество «семьдесят шестых» в Центре достигло 16, а вскоре — 18, что позволило сформировать вторую эскадрилью. Кроме того, с августа 1981 г. действовал наземный тренажер для экипажей Ил-76.
Процесс переучивания на Ил-76 в Центре занимал порядка трех месяцев. Первоначально к переучиванию на командира корабля допускали летчиков 1-го класса, как правило, пришедших с Ан-12. Позднее стали допускать и летчиков 2-го класса. В ходе подготовки теоретический курс занимал порядка двух месяцев. Летный курс был достаточно интенсивным и скоротечным. Например, летчик 1-го класса шел по сокращенной программе: 2 вывозных полета, 4 контрольных, 2 с выпускающим начальником на допуск к самостоятельным полетам, а девятый полет он уже выполнял самостоятельно. Когда развернулось интенсивное перевооружение ВТА на Ил-76, ивановский Центр перестал справляться с подготовкой командиров кораблей, и было разрешено готовить их непосредственно в строевых полках. С 1983 г. Балашовское ВВАУЛ и Ворошиловградское ВВАУШ начали выпуск летчиков и штурманов, подготовленных к полетам на Ил-76.