Как и в случае с бомбардировщиком, военные торопили разработчиков с предъявлением на испытания перехватчика с двигателями РД-9Ф. Но из-за задержек с их поставкой сроки постройки прототипов срывались, и предъявление самолета на госиспытания было перенесено на III квартал. Не дожидаясь их проведения, было решено выпустить малую войсковую серию перехватчиков, при постройке которых требовалось учесть замечания военных. Выпуск самолетов, получивших обозначение Як-27, на заводе №292 в Саратове начался уже в 1956 г., т. к. предварительная подготовка производства была проведена еще в процессе заводских испытаний Як-121 и Як-123.
Як-27 (заводской шифр «изд. 21») строился в двух вариантах: с пушечным вооружением и с ракетным. Первые серийные истребители отличались от опытного Як-121 двигателями РД-9Ф, а также небольшими конструктивными изменениями, в частности, несколько другими обводами носового конуса, на вершине которого установили штангу ПВД. Вместо 37-мм пушек, имевших невысокую скорострельность, применили пушки HP-ЗО. Часть самолетов оснащалась аппаратурой системы наведения «Горизонт-1В». В процессе производства на самолеты стали устанавливать доработанное крыло с отогнутым носком.
Головной Як-27 был испытан на заводском аэродроме в Саратове в июле 1957 г. летчиком Чувиным. На машине №0102 отрабатывался полет на одном работающем двигателе, а на Як-27 №0204 провели испытания в связи с установкой доработанного крыла. Прошедшие в НИИ ВВС госиспытания в целом подтвердили неплохие ЛТХ перехватчика, но перспективы самолет не имел - в конце 50-х гг. ставку делали на ракетные системы вооружения, поэтому истребитель, оснащенный только пушками, в серию вряд ли стали бы запускать.
Як-27, оборудованный системой вооружения К-8, получил обозначение Як-27К, а комплекс перехвата в целом - Як-27К-8. Опытный самолет строился на заводе ОКБ-115 как второй прототип Як-121 и конструктивно мало отличался от первой опытной машины. Обтекатель РЛС стал немного короче, стабилизатор сделали переставным в полете, установили двигатели РД-9Ф. Емкость четырех внутренних топливных баков составляла 3215 л. Пилоны под ракеты К-8, как и на опытном Як-25К №0119, имели обратный вынос. Заводские испытания самолета проводились в сентябре-ноябре 1956 г., а повторные, после установки доработанного крыла - в мае-июне 1957 г. Ведущим летчиком-испытателем был Волков. За этот период на самолете выполнили 14 полетов общей продолжительностью 8 ч 07 мин. Все полеты проходили с подвешенными ракетами.
Опытный сверхзвуковой разведчик Як-122
На Як-27Р, начиная с 14-й серии, стали устанавливать подвесные баки
Серийные Як-27К, выпущенные на заводе №292, отличались от доработанной опытной машины чуть вытянутым вперед носовым конусом и наличием штанги ПВД. На них устанавливалась модифицированная под систему К-8 станция «Сокол-2К» и аппаратура системы наведения «Воздух-1». Самолеты снабжались тормозными парашютами ПТ-5240-57. Заводские испытания этих машин проводились в Саратове в течение 1958 г. С 12 по 27 апреля летчики- испытатели А.Г.Афанасьев и К.Рожковым на Як-27К №0503 выполнили 6 полетов продолжительностью 3 ч 07 мин. С 28 апреля по 3 июня Рожков и Чувин на Як-27К №0104, Ермолов и Каширин на перехватчике №0204 совершили еще 7 полетов общей продолжительностью 3 ч 27 мин, в которых определялись максимальные скорости, эффективность элеронов и балансировочные кривые при отключенных бустерах руля высоты и элеронов. Все полеты проводились с подвешенными ракетами.
Кроме трех упомянутых машин, в 1957 г. системой вооружения К-8 был оборудован и первый пушечный серийный Як-27 №0201. Тогда же на нем установили доработанное крыло. Контрольные испытания этого истребителя с целью проверки работы двигателей, оценки устойчивости и управляемости, а также определения его скоростных характеристик провел в декабре летчик- испытатель Ф.Л.Абрамов, выполнив 3 полета общей продолжительностью 1 ч 14 мин. До конца мая 1958 г. Як-27 №0201 участвовал отработке и заводских испытаниях системы К-8, проходивших на 6-м полигоне Минобороны в Ахтубинске (в/ч 15650). Наряду с ним, в этих работах задействовались два перехватчика Як-25К и опытный Як-27К. На этой машине выполнили 41 полет общей продолжительностью 24 ч 42 мин, на Як-27 №0201 - еще 3 полета.
За весь период испытаний на Як-27К было выполнено 74 полета, в том числе 37 - с ракетами. Максимальная скорость самолета на форсаже достигла 1270 км/ч, на максимальном режиме - 1110 км/ч. Практический потолок на форсаже составлял 16300 м при полетной массе 9400 кг (взлетная - 10680 кг). Максимальная продолжительность полета на высоте 11000 м с подвешенными ракетами - 1 ч 27 мин. Было произведено 7 пусков ракет, из них один - по парашютной мишени ПМ-1, а два - по самолетам-мишеням Ил-28. Стрельбы по самолетам производились на высотах 9000-10000 м с дистанции 5-6 км (дальность обнаружения цели - 33-35 км). Оба Ила удалось сбить. Як-27К получил достаточно хорошую оценку летчиков, но в 1958 г. на вооружение авиации ПВО приняли новый комплекс перехвата Су-9-51 с перспективой замены системы К-51 системой К-8. Этот самолет по своим характеристикам значительно превосходил Як-27К и тем самым перечеркнул его карьеру.
В 1955 г. вышло Постановление Совмина о разработке и постройке одноместного высотного истребителя-перехватчика с комбинированной силовой установкой, позволяющей получить практический потолок более 20 км. Первым в эту работу включилось ОКБ Микояна, которое к концу года создало прототип высотного самолета Е-50 с дополнительным ЖРД. 25 августа 1956 г., т.е. в период большой загрузки ОКБ-115 испытаниями и доработками самолетов Як-26 и Як-27, вышло еще одно Постановление Совета Министров №1195-613 об одноместном истребителе с комбинированной силовой установкой, позволяющей достичь практического потолка 24-25 км и времени полета на высоте 20 км - 3 минуты. Задание на разработку такой машины получила фирма Яковлева.
Согласно ТТТ, утвержденным 16 ноября 1956 г., перехватчик, получивший обозначение Як-27В (высотный), должен был оснащаться новой РЛС «Алмаз», оптическим прицелом АСП-5НМ, аппаратурой системы наведения «Горизонт-1» или «Воздух-1», автопилотом АП-28 и другим оборудованием. Вооружение должно было состоять из двух пушек HP-ЗО или более скорострельных, с темпом стрельбы 13000-15000 выстрелов в минуту. Требовалось проработать и вариант только реактивного вооружения, состоявшего из 50 неуправляемых снарядов АРС-57М или 60 снарядов ТРС-85, или 4-х ТРС-190. Руководители ОКБ-115 считали, что выполнение некоторых требований военных, в частности, бронирование кабины, автономный запуск двигателей, установка автопилота, приведет к перетяжелению машины и не позволит достичь заданного потолка, о чем были сделаны пометки на титульном листе согласованных требований.
Опытный Як-27В строился по приказу МАП №622 от 6 декабря 1956 г. Машину получили путем коренной переделки опытного Як-121. Его оснастили доработанным крылом с отогнутым носком, переставным стабилизатором, двигателями РД-9АКЕ (в некоторых документах они обозначаются несколько упрощенно - РД-9Е), носовую часть сделали полностью металлической, т.к. РЛС «Алмаз» не установили. Самолет облегчили, демонтировав второе рабочее место (фонарь остался прежний), часть оборудования и тормозной парашют. Две пушки HP-ЗО были сохранены. В хвостовой части фюзеляжа установили дополнительный ЖРД типа С-155 - такой же, как и на Е-50, но с измененной конструкцией воздушной системы и магистралей подачи компонентов топлива. Такое размещение ЖРД было более удачным, чем на микояновской машине, где дополнительный двигатель находился в основании киля. Як-27В обладал и значительно большим объемом топливных баков: фюзеляжные баки вмещали 1460 кг керосина для ТРД и 3085 кг горючего для ЖРД, состоявшего из трех компонентов.
