В ходе заводских летных испытаний одноместного Су-15 была получена дальность 1208 км. При нормальном взлетном весе его максимальная скорость доходила до 1045 км/ч, а предельное число М в полете со снижением достигло 0,967. Для истребителя весом 10 437 кг в 1949 году это были неплохие данные. Но машину подстерегла опасность. В одном из полетов на нее обрушились столь сильные вибрации, что С.Н. Анохин был вынужден катапультироваться. Работу по Су-15 прекратили.
Лидерами же в создании дальнего перехватчика стали ОКБ-155 и ОКБ-301. Сделав ставку в обоих ОКБ на реданную схему расположения двигателей, оставалось выбрать радиолокационный прицел. В этом направлении тогда работали коллективы В.В. Тихомирова и Слепушкина. Раньше всех бала готова РЛС «Торий», ее в варианте «А» и разместили на борту перехватчика.
Другой особенностью И-320 стала двухместная кабина экипажа, причем летчик и оператор располагались в ряд.
Вооружение самолета включало три пушки Н-37 с общим боекомплектом по 150 патронов.
Первый полет опытного Р-1 с двигателями РД-45Ф выполнил летчик Я. Верников 16 апреля 1949 года. Этап заводских испытаний прошел довольно гладко, но на государственных (ведущий летчик Ю.А. Антипов) выявилась дивергенция крыла. Валежка на крыло вынудила ограничить приборную скорость машины 960 км/ч.
И-7У с системой наведения «Ураган»
Самолет вернули в ОКБ для доработок. К тому времени на выходе был второй экземпляр машины Р-2 с более мощными ТРД ВК-1 и усиленным крылом. Для улучшения переднего обзора кресла пилотов подняли и изменили конструкцию фонаря. Установили системы обогрева носков крыла и хвостового оперения. Боезапас «Р-2» увеличили до 60 патронов на ствол. Были и другие более мелкие доработки. Первый полет на нем в начале 1950 года выполнил Аметхан Султан.
В НИИ ВВС на Р-2 ведущими по машине были инженер В.В. Мельников, летчики-испытатели Ю.А. Антипов и А.К. Рогатнев. Облетал самолет, в частности, И.М. Дзюба. Но и на этот раз И-320 не выдержал государственные испытания. В частности много нареканий было к РЛС «Торий-А». Кроме неустойчивой работы эта станция не позволяла вести прицельную стрельбу, да и дальность обнаружения целей (для бомбардировщиков типа Ту-4 не превышала семи километров) оставляла желать лучшего.
Самолет вернули в ОКБ для доработок, в ходе которых заменили крыло усиленным и с улучшенными аэродинамическими характеристиками. Теперь на нем стояли три аэродинамических перегородки (вместо двух), а внутри – топливные кессон-баки. Вместо «Тория-А» поставили РЛС «Коршун». Но все усилия ОКБ-155 были тщетны. Характеристики доработанного самолета Р-2 (встречается обозначение Р-3) оказались хуже, чем у его главного соперника Ла-200 с РЛС «Коршун», который, несмотря на аналогичные с И-320 недостатки, рекомендовался к серийной постройке. Но в правительстве решили иначе, оставив вопрос о снабжении ВВС самолетами аналогичного назначения.
Перехватчик И-75 с системой наведения «Ураган» и ракетами К-8
Барражирующий перехватчик на вооружении авиации ПВО появился лишь во второй половине 1950-х годов после создания соответствующей РЛС и двигателя необходимой тяги с осевым компрессором. Самолет получил обозначение Як-25 и почти 20 лет охранял воздушные границы Советского Союза.
Что касается И-320, то его превратили в летающую лабораторию. Дело в том, что для Ла-200 и И-320 в 1950–1951 годах разрабатывалась самонаводящаяся 600-килограммовая ракета «Буря» (вес боевой части 75-100 кг) с дальностью стрельбы 12–15 км и высотой применения до 15 км. В мае – июле 1952 года с И-320 выполнили четыре пуска ракет без аппаратуры самонаведения, из которых два оказались удачными.
Самолет «М»
Первой попыткой создания сверхзвукового самолета (не считая МиГ-17) стало предложение ОКБ-155 по самолету «М». Согласно постановлению Совета Министров СССР от 10 июня 1950 года самолет должен был летать со скоростью 1200–1300 км/ч на высоте 5000 метров, подниматься на эту высоту за две минуты, иметь дальность 1100 км (с подвесными топливными баками – 1500 км). Практический потолок задавался в 16 км, а разбег и пробег не должны были превышать 500 и 700 метров соответственно. Выбор стрелкового вооружения отдавался на откуп разработчику: 37-миллиметровая пушка с боезапасом 40 патронов и два орудия калибра 23 мм с общим боекомплектом 200 патронов или три 23-миллиметровых пушки с 300 патронами. Реактивное вооружение предлагалось предусмотреть в перегрузочном варианте.
Опытный И-350 (самолет «М»)
Самолеты тогда проектировали очень быстро. В сентябре того же года был окончательно утвержден эскизный проект И-350 с двигателем ТР-3А, двухантенным радиолокационным («Изумруд») и оптическим (АСП-3Н) прицелами.