Государственные испытания Як-27Р проходили с 8 августа 1958-го по 11 февраля 1959 года на опытном самолете № 02.
Ведущими на этом этапе испытаний были инженер О. Н. Ямщикова, летчики П. Н. Белясник и П. Ф. Кабрелев, штурманы В. И. Волков и И. П. Сбоев. Летчики облета – Б. М. Адрианов и С. А. Микоян.
В состав оборудования самолета входили: радиостанции УКВ – РСИУ-4В, КВ – 11РСБ-70 с приемником УС-9ДМ, радиокомпас АРК-5, «Сирена-2», ответчик СРО-2, маркерный радиоприемник МРП-56Л, радиовысотомер РВ-У, артиллерийская радиостанция Р-108. Вооружение включало пушку НР-23 с боезапасом 50 патронов и коллиматорный прицел ПКИ. В блистере у штурмана находился прицел-визир ПВ-2, предназначенный для корректировки артиллерийского огня. Аэрофотоаппараты АФА-42/100, 70 и АФА-42/50 крепились на качающейся установке АКАФУ-33М.
Испытания показали, что характеристики Як-27Р не соответствовали постановлению Совета Министров. В частности, скорость и дальность оказались ниже заданных. Не удовлетворяли заказчика и взлетно-посадочные характеристики. Жесткость крыла не соответствовала нормам прочности 1953 года, требовалось увеличить критическую скорость начала реверса элеронов.
В то же время в акте по результатам государственных испытаний отмечалось, что в полете достигли скорости, соответствующей числу М=1,37 (видимо, это опечатка и следует читать М=1,17) на высоте 9500 метров, и четырехкратную перегрузку на высоте 4000 метров, при этом деформаций планера не обнаружено. Там же говорилось, что «самолет во всем обследованном диапазоне скоростей горизонтального полета, набора высоты и планирования устойчив. «Ложка» наблюдается при числах М=0,92–0,97 и парируется отклонением стабилизатора и руля высоты».
Интересно впечатление летчика-испытателя о переходе через скорость звука: «Разгон самолета происходит как бы «с остановками», число М=0,97 держится в течение 1,5 минуты, при этом отмечаются скачки в показаниях высотомера и вариометра. Первый скачок при переходе через число М=1,0–1,02, второй – в районе числа М=1,15–1,17. Усилия на ручке заметно переходят на давящие».
Следует пояснить, что в скачкообразных показаниях приборов нет ничего странного. Соединенные трубками с приемником воздушного давления, они отражают явления, происходящие при его обтекании. Перемещение скачков уплотнения по поверхности ПВД и вызывало подобные «эффекты».
Як-27Р № 0710 на контрольных испытаниях
По результатам государственных испытаний специалисты рекомендовали запустить самолет Як-27Р в серийное производство, но с устранением выявленных дефектов и недостатков.
Весной 1959 года в НИИ ВВС на контрольные испытания предъявили серийный Як-27Р № 0102 производства саратовского завода № 292. Испытания проходили с 14 апреля по 23 мая 1959 года. Ведущими на этом этапе были инженер В. П. Синцов, летчик П. Н. Белясник, штурман В. И. Волков.
По сравнению с опытным Як-27Р № 02 на серийной машине в хвостовой части фюзеляжа установили тормозной парашют ПТ-5240–57 с площадью купола 15,5 м2, сняли бронеспинку с сиденьем штурмана и перекомпоновали и обновили некоторое оборудование. Это привело к смещению центровки самолета назад от 3,6 до 1,6 % средней аэродинамической хорды (САХ) в зависимости от конфигурации машины. В таком виде построили серию из 10 самолетов.
Как следует из заключения по результатам испытаний, серийный Як-27Р по основным летно-техническим данным и характеристикам устойчивости и управляемости практически не отличался от опытной машины и самолеты первой серии можно было допустить к эксплуатации в строевой части после устранения на них выявленных недостатков.
В соответствии с июльским 1958 года распоряжением правительства Як-27Р запустили в серийное производство на Саратовском авиационном заводе. Документом, в частности, предписывалось изготовить в 1958 году 11 самолетов, в 1959 и 1960 годах – не менее 100 и 150 соответственно.
В мае 1959 года завершились заводские испытания катапультных кресел К-5 (летчика) и К-7 (штурмана) с забралом, обеспечивавших аварийное покидание самолета членами экипажа в диапазоне высот от 150 метров до практического потолка и при скоростях полета до 2000 км/ч.
Во время заводских испытаний не обошлось без жертв. В частности, при облете потерпели аварии самолеты № 0602 и № 0504 из-за зависания оборотов двигателей.
6 сентября 1961 года на аэродроме Энгельс разбился Як-27Р № 0314. Нарушение нормальной работы правого двигателя РД-9Ф, связанное с ростом температуры газов и падением оборотов, стоило жизни летчику-испытателю М. М. Чувину и штурману-испытателю Г. И. Горбатову.