27 сентября 1964 г. Мухин на Як-36 № 38 совершил первое свободное висение, и после продолжительной отработки этого режима 7 февраля 1966 г. был осуществлен вертикальный взлет, переходный режим, полет по кругу и посадка по-самолетному. 24 марта того же года В.Г.Мухин наконец-то выполнил на пер вом Як-36 «полный профиль» — вертикальный взлет, полет по кругу и вертикальная посадка. Почти три года шли к этому успеху конструктора, двигателисты. летчики-испытатели, специалисты ЛИИ и ЦАГИ.
Первые демонстрационные полеты двух самолетов с вертикальным взлетом и посадкой были проведены для руководителей советского правительства в середине октября 1966 г. в Кубинке. Для этого показа Гарнаев и Мухин перегнали в Кубинку оба летных экземпляра Як-36: один для наземного показа, второй — для полетов. Демонстрировал самолет в воздухе Мухин. Его полет завершал летную часть показа. В точно определенное время самолет вырулил прямо к трибуне и вертикально поднялся в воздух. Затем он развернулся на 90°, разогнался, пролетел по кругу, выполнив бочку на малой высоте и, зависнув перед трибуной, произвел вертикальную посадку.
Заслуженный летчик-испытатель. Герой Советского Союза, генерал-майор авиации В. Г. Мухин
9 июля 1967 г на воздушном параде в Домодедово кроме серийных машин были показаны экспериментальные и опытные образцы авиационной техники. Среди них были самолеты с укороченным взлетом и посадкой — «23–01» ОКБ А.И.Микояна Т-58ВД ОКБ П.О.Сухого и СВВП Як-36 ОКБ А.С.Яковлева. Демонстрация «вертикалки» вызвала достаточно серьезный интерес командования ВВС и ВМФ. который, несомненно, подогревался и тем. что за рубежом в это время шло повальное увлечение СВВП. В США появились такие самолеты, которые сейчас кроме улыбки ничего не вызывают. Фирма Dassault во Франции построила GBBn Balzak и Mirage 111V, e ФРГ появились VJ-101C–X1, VAK-191B и Do-31E-3. Наибольших достижений добилась Великобритания. Успех английской конструкции, самолета Р.1127 (позже он получил наименование «Harrier»), обеспечил единый подъемно-маршевый двигатель. С течением времени все СВВП за исключением «Harrier» канули в Лету, но это было позже, а в середине 1960-х годов вертикальный взлет сулил авиации новые тактические возможности.
После успешного выступления в Домодедово А.С.Яковлев вышел в правительство с предложением о постройке малой серии (10–12 машин) Як-36 для отработки корабельного базирования СВВП. Однако 27 декабря 1967 г. вышло постановление ЦК КПСС и СМ СССР о создании нового легкого боевого самолета. Этим же постановлением предусматривалось создание учебно-боевого варианта и, в перспективе, истребителя. И только 25 января 1969 г. Главкомы ВВС и ВМФ утвердили тактико-технические требования (ТТТ) к СВВП морского и сухопутного базирования.
Согласно ТТТ самолет разрабатывался как легкий штурмовик вертикального взлета и посадки. Предназначался он для уничтожения самолетов радиолокационного обнаружения, транспортных самолетов и противолодочных вертолетов, а также надводных кораблей противника и береговых обьектов при базировании на авианесущих кораблях. Со специальных полевых или передвижных площадок (вертикальный взлет и посадка с трейлера) самолет мог использоваться для авиационной поддержки сухопутных войск в непосредственной близости от линии фронта (30…50 км).
Выбору компоновочной схемы самолета предшествовала большая совместная работа ОКБ А.С.Яковлева и институтов МАП (ЦИАМ, ЦАГИ, ЛИИ. ВИАМ и НИИАТ). Основной проблемой был выбор силовой установки. Для вертикального взлета необходимо, чтобы самолет имел тяговооруженность больше единицы, то есть тяга двигателя должна превышать вес самолета. В то время в СССР двигателей типа Pegasus, как на английском СВВП Harrier, не было. Поэтому пришли к выводу, что проблему можно решить создав комбинированную силовую установку (СУ), состоящую из уже существовавшего ТРД Р27В-300 КБ С.К.Туманского (ведущим конструктором по этому двигателю был Ю. Гусев) с доработкой — установкой двух поворотных насадок на сопло — и двух подъемных двигателей (ПД) РД36-35ФВ разработки КБ П.А.Колесова (ведущий конструктор А.Дынкин).
Эскизное проектирование самолета с комбинированной силовой установкой, получившего обозначение Як-36М, вел отдел общих видов во главе с Л.М.Шехтером. Ведущим конструктором был О.А.Сидоров, а общее руководство возложили на заместителя главного конструктора С.Г.Мордовина. Ведущим инженером в это время был В.Н.Павлов, который впоследствии стал главным конструктором СВВП.
В процессе рабочего проектирования машины в ОКБ создавалось большое количество стендов для отработки различных систем СВВП. Основными из них были: стенд силовой установки, «кабелькран» и стенд сил и моментов.
Стенд силовой установки представлял собой фюзеляж натурного самолета с размещенной в нем комбинированной СУ, системой управления ею и системами, обеспечивавшими ее работу. Первые испытания проводились в аэродинамической трубе Т-102 в филиале ЦИАМ Тураево. В ходе их отрабатывалась совместная работа всех трех двигателей, производились запуски СУ до скоростей воздушного потока порядка 300 км/ч. Затем стенд подвесили под летающую лабораторию — самолет Ту-16 Ns 1002 — для отработки двигателей на скоростях более 300 км/ч. Испытания проходили в ЛИИ. На стенде силовой установки регулировалась и кинематика управления совместной работой ПД и ПМД.
Як-141 на стенде сил и моментов
М.Дексбах в вертолете Ка-25 во время тренировочных полетов на ИКР «Москва»
Испытание первого экспериментально-опытного Як-36М № 01, построенного 15 апреля 1970 г. проводились на стенде «кабель-кран» в ЛИИ. Самолет на «кабель-кране» подвешивался на расстояниях 0–5 м от земли на двух мачтах с растяжками. При этом проверялись температурные поля при работающей силовой установке, регулировалась работа двигателей, отрабатывалось струйное управление. Затем на этом же самолете летчик-испытатель В.Г.Мухин 22 сентября 1970 г. выполнил первое свободное висение на 0,5 м от земли.
Испытания второго опытного экземпляра — N? 02, построенного 27 ноября 1970 г., проходили сначала на стенде сил и моментов для снятия характеристик управления и исследования влияния рециркуляции газов и подсоса выхлопных струй из-за влияния земли, проявляющегося на высотах менее 2 м. Сделанные замеры показали, что неблагоприятная газодинамическая картина вызывает потери тяги двигателей порядка 800 кг. Для уменьшения рециркуляции вдоль фюзеляжа были установлены газоотводящие направляющие ребра, а сопло переднего подъемного двигателя было повернуто на угол 15° от вертикали против направления полета. Выявилась также необходимость повышения эффективности струйного управления, особенно в поперечном канале. Пришлось увеличить отбор воздуха от двигателя и изменить направление струйных рулей на концах крыла (вверх и вниз на каждой консоли). В результате доработок эффективность рулей возросла вдвое.
24 ноября 1970 г. Мухин на втором Як 36М выполнил скоростную рулежку, а через три дня — подлет. Затем состоялся методический совет МАП, и 2 декабря 1970 г. был выполнен полет по-самолетному. Из-за большой посадочной скорости и отсутствия тормозного парашюта на пробеге летчик-испытатель В.Г.Мухин повернул сопла ПМД в вертикаль.
Расширению фронта работ помешала авария самолета Як-36М № 03 (построен 16 июня 1971 г.) На пробеге машина, пилотируемая летчиком-испытателем Ю.А.Шевяковым опрокинулась. Ее передали в ремонт, а вся нагрузка легла на Ns 02. Летчики-испытатели М.С.Дексбах и О.Г.Кононенко помимо своей основной работы занимались подготовкой летчиков-испытателей В.П.Хомякова (НИИ ВВС) и А.М.Исаева (Саратовский авиационный завод). Руководителем летной программы был первый заместитель Генерального конструктора К.Б.Бекирбаев.