Во второй половине 1980-х гг. ОКБ Ильюшина приступило к созданию пожарного самолета Ил-76П. Рассмотрев несколько вариантов, конструкторы решили установить во всю длину грузовой кабины два стальных резервуара (фактически — две трубы) диаметром 1220 мм, вмещавшие 32000 л воды. В передней части каждого из них находилась заливная горловина, а в задней — система слива. Устройство получило название ВАП (выливной авиационный прибор). «Водометание» решили осуществлять через открытый грузолюк. С помощью самолетных тельферов 4 человека могли загрузить ВАП на борт Ил-76 и закрепить штатными швартовочными цепями за 1,5–2 ч. Была предусмотрена обратная конвертация самолета в «транспортник».
Первый полет Ил-76П (№ 47–03, борт 76623) состоялся 22 сентября 1989 г. В ходе испытаний была подтверждена устойчивость и управляемость самолета при сбросе воды различными способами на скоростях от 260 до 400 км/ч и высотах 80-200 м. При последовательном сбросе с высоты 80 м на скорости 280 км/ч покрывалась площадь возгорания 600x80 м, а при залповом — 400х 100 м. Заправка водой занимала 10–12 мин, время сброса залпом составляло 6–8 с.
До 1992 г. в пожарный вариант переоборудовали 4 машины (СССР-86871, -76623, -76822, -76835), принадлежавшие ОКБ Ильюшина и ЛИИ. Иногда их обозначения приводят как Ил-76ТП, 76ТДП, — 76МДП, в зависимости от модификации исходного самолета. Еще 4 машины были переоборудованы в пожарные на непродолжительное время, как правило, на период проведения различных авиасалонов. 28 января 1993 г. состоялся первый полет с ВАП-2 общим объемом 42000 л, выполненного из алюминиевого сплава, что позволило уменьшить его массу до 3 т.
Ни одна из названных машин не попала в авиацию МЧС РФ, где к тушению пожаров стали привлекать шесть собственных Ил-76ТД, при необходимости дооснащаемых ВАПами. Их неоднократно использовали для борьбы с огнем. Например, осенью 1993 г. в районе Кисловодска, летом 1999 г. в Греции, в 2002 и 2010 гг. во время торфяных пожаров в Подмосковье. При всех преимуществах самолета, его эксплуатация выявила ряд существенных недостатков. Так, из-за конструктивных особенностей ВАП и самого Ил-76 часть воды превращается в водную пыль, эффективность которой при тушении пожаров крайне низка.
Работы по созданию медицинского самолета на базе Ил-76 (изделие «576») в ОКБ Ильюшина начали 6 января 1976 г. Они заняли более шести лет, в основном, из-за проблем с выбором комплектации медицинского оборудования. Переоборудование Ил-76МД (№ 27–06, СССР- 86906) завершилось весной 1983 г., а 23 июля начались его испытания. В грузовой кабине самолета находились 3 специальных модуля (на базе контейнера УАК): операционная, реанимационная и палата интенсивной терапии, которую можно было также приспособить для размещения на носилках и в сидячем положении до 16 раненых и больных, здесь же находился и туалет. Все три модуля оснащены колесами, их можно вывезти из самолета и развернуть в полевых условиях.
15 января 1984 г. самолет, получивший обозначение Ил-76МД «Скальпель- МТ», вошел в состав 8-й авиадивизии особого назначения (АДОН, аэродром Чкаловский). Он привлекался для перевозки раненых из Афганистана, других «горячих точек», зон различных катастроф и стихийных бедствий. Самолет успешно пережил все катаклизмы 90-х и в настоящее время продолжает служить.
Во многих публикациях упоминается второй «Скальпель». Это якобы переоборудованный борт СССР-86905 (№ 27–04), который в 1984 г. передали в 196-й ВТАП (Тарту). 12 июня 1990 г. он был подбит над Кабулом, экипаж выполнил вынужденную посадку, после которой самолет списали.
Однако ответственный на ТАПОиЧ за создание спецвариантов «семьдесят шестого» P.P. Газиев утверждает, что существовала только одна «576-я» машина, «а на вторую были сделаны модули, но самолет в постройку не запустили».
На базе «Скальпеля» создавали более совершенный летающий госпиталь Ил-76ТД-С «Айболит». По некоторым сведениям, эту машину (№ 86–02) заложили в 1992 г., но так и не достроили.
По некоторым сведениям, был создан специальный полярный вариант машины Ил-76ТД «Антарктида», совершивший первый полет 17 ноября 1985 г. При необходимости в его грузовой кабине можно установить до 108 пассажирских кресел.