В связи с острой необходимостью в самолете для защиты дальних рубежей, особенно на Крайнем Севере и Дальнем Востоке, руководство страны положительно восприняло инициативуА.С.Яковлева. 6 августа 1951 г. у И.В.Сталина состоялось совещание, на котором было принято решение о выдаче заданий на разработку новых истребителей. ОКБ-155 А.И.Микояна поручалось создать двух-двигательный истребитель сопровождения, а ОКБ-115 А.С.Яковлева - двухместный двухдвигательный перехватчик дальнего действия и фронтовой разведчик на его базе. Все самолеты должны были оснащаться новыми небольшими по габаритам двигателями АМ-5 разработки ОКБ А.А.Микулина с максимальной тягой до 2000 кгс. Перехватчик ОКБ-115 предусматривалось оснастить перспективной РЛС «Сокол» с дальностью действия до 30 км, которую разрабатывало ОКБ-339 под руководством Г.М.Кунявского. На следующий день после совещания исполняющий обязанности главкома ВВС ген.-л-нт Ф.А.Агальцов послал Сталину докладную записку, в которой с огорчением отмечалось, что «…заданные конструкторам тт. Микояну и Яковлеву самолеты с двигателями Микулина могут быть запущены в серийное производство и поступить на вооружение ВВС через полтора-два года». Это означало, что после отказа от серийного производства МиГ-15 с РЛС и неутешительных результатов испытаний самолетов И-320 и «200» оснащение авиации ПВО всепогодными перехватчиками опять задерживалось.
И все же 10 августа 1951 г. вышло Постановление Совета Министров СССР №2929-1379, которым ОКБ-115 предписывалось создать и предъявить на испытания в августе 1952 г. двухместный двухдвигательный барражирующий истребитель-перехватчик Як-120. На его базе требовалось создать фронтовой разведчик Як-125, который следовало предъявить на испытания в октябре 1952 г. Над выполнением правительственного задания конструкторский коллектив работал с большой отдачей, и уже осенью 1951 г. были в основном завершены все проектные работы по обоим вариантам и построены их макеты. 12 декабря подписанием протокола завершила работу макетная комиссия. Это позволило приступить к выпуску рабочих чертежей и начать постройку опытного экземпляра перехватчика. Ведущим инженером по самолету назначили М.И.Леонова.
Первый ЯК-120
Як-120М с двигателями РД-9Ф
Як-120 существенно отличался от перехватчиков других ОКБ. Добиваясь значительного увеличения продолжительности полета, яковлевцы разместили двигатели под консолями крыла, что позволило высвободить часть объема фюзеляжа под топливо. По компоновочным соображениям решили применить велосипедную схему шасси (с передней и задней основными опорами и двумя вспомогательными на законцовках крыла). Под фюзеляжем между нишами основных опор шасси предусматривалась подвеска дополнительного топливного бака. РЛС «Сокол» разместили в носовой части фюзеляжа под большим обтекателем. Кресла пилотов в герметичной кабине установили тандемом под общей сдвигавшейся назад крышкой фонаря. Крыло с постоянной хордой имело стреловидность 45°. Стабилизатор был поднят и крепился на половине размаха киля. Вооружение состояло из двух 37-мм пушек Н-37Л с боезапасом по 50 снарядов на ствол, которые устанавливались в низу фюзеляжа. Предусматривалась и подвеска под крылом двух авиационных крупнокалиберных реактивных снарядов АРС-212. Отличительной особенностью Як-120 было и наличие воздушно-тепловой противообледенительной системы, защищавшей передние кромки крыла, оперения и обечайки воздухозаборников. Пило-тажно-навигационный и радиолокационный комплексы позволяли осуществлять перехват цели в любых погодных условиях и в большом диапазоне высот. В целом конструкция перехватчика была хорошо продумана, и это позволило в дальнейшем создать целый ряд модификаций на его основе.
При постройке опытного самолета его геометрические характеристики практически не претерпели изменений, лишь площадь вертикального оперения увеличили с 5,1 м2 до 5,329 м2. С оборудованием дело обстояло сложней. Так как доводка РЛС «Сокол» затягивалась, то на первый опытный экземпляр Як-120 пришлось установить ее весовой эквивалент. Кроме того, вместо радиовысотомера РВ-3 установили РВ-2. Несмотря на сложное и весьма тяжелое оборудование, машина получилась относительно легкой для двухдвигательного истребителя. Это объяснялось не только применением велосипедного шасси, но и новой для того времени конструктивно-силовой схемы крыла с внутренним подкосом. Строгое соблюдение весовых лимитов позволило снизить относительную массу планера до 29%.