В 1986 г. возникла проблема с прочностью стабилизаторов Ту-160, и было принято решение об их замене прямо в Прилуках, где и базировались «стратеги» 184-го ТБАП. Доставлять весьма габаритные агрегаты решили на внешней подвеске специально переоборудованного Ил-76Т (№ 08–06, СССР-76496), который двумя годами ранее был возвращен Ираком. Специфический груз крепился на специальных узлах сверху фюзеляжа за центропланом. За характерный вид самолет получил прозвище «Триплан». Пербый полет переоборудованного самолета состоялся 30 октября 1986 г., и после непродолжительных испытаний на нем успешно выполнили запланированные перевозки. Позднее машине вернули исходный облик, а в 1999 г. продали в Казахстан. В коммерческой авиации она пролетала до 9 марта 2009 г., когда потерпела катастрофу после взлета с угандийского аэродрома Энтебе.
Всегда большой интерес вызывал Ил-76РТ «Ретранслятор» (Ил-76ВКП, он же — Ил-76СК, а в зарубежной литературе — Ил-82, видимо, по открытому названию машины «изделие 82»). Этот летающий КП стратегического масштаба стал составным элементом системы «Звено». Его основная задача — управление стратегическими ядерными силами в угрожаемый период и в ходе боевых действий, в т. ч. в случае вывода из строя наземных пунктов управления.
Наличие спецоборудования на борту заметно отразилось на «внешности» самолета. Так, сверху фюзеляжа находился большой обтекатель, закрывавший аппаратуру спутниковой связи. Антенны, расположенные снизу передней части фюзеляжа, также закрывали обтекатели, причем, по левому борту — один сплошной, а по правому — два меньших. Элементы РЭО были упрятаны и под увеличенными обтекателями шасси. Остекление кабины штурмана и частично пилотов зашили, левую боковую дверь упростили, а законцовках крыла разместили овальные обтекатели. На боковых створках грузолюка установили две штыревые антенны, а на средней — обтекатель системы выпуска проволочной антенны сверхвысокой частоты. Ее максимальная длина составляла 6 км, а основное назначение — дальняя связь с подводными лодками, находящимися в погруженном положении. Закрепленный на конце антенны стабилизирующий конус обеспечивает ей практически вертикальное «повисание». Барабан с антенной находился внутри фюзеляжа. В грузовой кабине самолета были оборудованы 6 рабочих мест операторов связи.
Первый полет Ил-76РТ совершил 29 апреля 1987 г. Всего построили две машины (№№ 48–05 и 49–05, соответственно СССР-76450 и -76451). Их разместили на Чкаловском, включив в отдельную эскадрилью 4-го управления ГК НИИ ВВС с прямым подчинением советскому Генштабу. В 1997 г. между МО РФ и АК им. С.В. Ильюшина был заключен договор на модернизацию этих самолетов, которая затянулась до 2010 г.
29 апреля 1987 г. состоялся первый полет постановщика помех Ил-76ПП (борт СССР-86889), разработанного для прикрытия боевых порядков Ил-76- Для питания аппаратуры РЭБ «Ландыш» (по другим данным — «Алтай») по бортам средней части фюзеляжа установили два турбогенератора на базе двигателя АИ-24ВТ, которые закрыли обтекателями. Внешний облик самолета также отличали обтекатели антенн РЭБ на фюзеляже и цилиндрические контейнеры на концах крыла. Рабочие места операторов РЭБ находились в хвостовой части самолета, на «втором этаже».
Работы над машиной были прерваны после того, как не удалось добиться электромагнитной совместимости оборудования. В 1992 г. самолет передали в качестве учебного в Иркутское ВВАИУ, демонтировав спецоборудование. После расформирования училища Ил-76ПП выставили на продажу как металлолом, однако осенью 2013 г. он все еще находился на аэродроме в Иркутске. На ТАПОиЧ были заложены еще два Ил-76ПП. Один из них покинул сборочный цех как Ил- 76ТД и остался в заводском летном отряде, а второй достроить не удалось.
В 1977-83 гг. в ЛИИ проходили испытания два самолетных командно-измерительных пункта (СКИП), имевшие обозначения «676» и «776» (СССР-86721 и -86024). Во время испытаний крылатых ракет они выполнили более 600 полетов, результаты которых превзошли все ожидания. Например, СКИП позволял контролировать полет ракеты над большей частью СССР и собирать информацию по многим параметрам.
В январе 1986 г. вышло решение о создании более совершенного СКИП — самолета «976». Работу над ним ОКБ Ильюшина вело в тесном взаимодействии с ТАПОиЧ, а также рядом других смежников, включая НПО «Ленинец» и КБ «Радуга». Были построены 5 машин «976», которые получили номера госрегистрации с СССР-76452 по -76456. Первая из них поступила в эксплуатацию в 1986 г., а последняя — в 1987 г.