В конце июля 1963 г. самолет официально предъявили на государственные испытания, а в октябре к нему присоединился третий Т-58Д-3. Самолеты перегнали на аэродром во Владимировку где до середины 1964-го на них выполнялась программа госиспытаний с пусками ракет по реальным целям. От ОКБ в испытаниях участвовали летчики B.C. Ильюшин, Е.С. Соловьев, Е.К Кукушев, а от заказчика – В.И. Петров, И.И. Лесников, Э.М. Князев, Л.Н. Петерин и В.Г. Иванов.
Госиспытания Су-15, в отличие от Су-9 и Су-11, проходили на редкость удачно, практически без каких-либо осложнений и претензий со стороны заказчика. Очевидно, сказывалась большая заинтересованность промышленности и военных в быстрейшем освоении нового перехватчика. Несколько полетов по программе выполнил командующий авиацией ПВО страны маршал авиации Е.Я. Савицкий. В частности, он одним из первых перехватил мишень с передней полусферы.
Программа испытаний завершилась в июне 1964 г Основной претензией военных к самолету был относительно малый радиус рубежа перехвата. Для увеличения запаса топлива на борту, после консультаций с ЦАГИ, отказались от «приталенности» и спрямили обводы фюзеляжа по внешнему контуру воздухозаборников. Это позволило, залив в дополнительные объемы топливо, увеличить его запас с 4200 до 5200 кг[1113]
.30 апреля 1965 г. вышло постановление правительства, которым самолет был принят на вооружение и запущен в серийное производство. Он получил официальное обозначение Су-15, РЛС стала называться РП-15, ракеты – Р-98, а весь комплекс перехвата – Су-15 – 98.
Выпускать самолет предстояло тому самому Новосибирскому авиазаводу № 153 имени В.П. Чкалова (директор Г.А. Ванаг), который ранее был отдан под Як-28П. Таким образом, судьбы этих машин вновь пересеклись. К тому времени звезда Як-28П потускнела. Госиспытания самолет прошел значительно труднее, чем Су-15, завершились они позже и с более серьезными замечаниями. В такой ситуации у Яковлева, озабоченного грядущим свертыванием выпуска Як-28П (по плану он должен был прекратиться в 1966 году), родилась мысль «придать самолету вторую молодость» за счет перекомпоновки, примененной на Су-15. В итоге в ОКБ-115 был создан опытный перехватчик Як-28 – 64[1114]
.Разворачивая серийное производство Су-15, необходимо было провести ряд важных доработок комплекса. В частности, следовало повысить эффективность элеронов, для чего решили увеличить их размах. На концевых частях крыла организовали так называемые наплывы уменьшенной стреловидности, за счет которых размах крыла увеличился на 720 мм. 22 февраля 1965 г. Ильюшин облетал доработанный таким образом Т-58Д-1, а к июню на этом самолете уже испытали три версии модифицированного крыла. Доработка положительно сказалась как на устойчивости и управляемости самолета, так и на его взлетно-посадочных характеристиках. Серийный выпуск Су-15 тогда еще не начинался, и казалось, что это нововведение следовало сразу же внедрить в производство. Однако дирекция Новосибирского завода, сославшись на отсутствие авторитетного заключения ГК НИИ ВВС, отказалась это сделать. Конечно же, не стоит заносить сибиряков в списки злостных саботажников. Для них, как и для руководителей любого советского предприятия, соблюдение установленных планом сроков выпуска продукции было святая святых, а внесение изменений в конструкцию требовало доработки уже изготовленной оснастки и угрожало срывом этих самых сроков, которые и так «горели»[1115]
.С точки зрения технологии производства Су-15 не повлек за собой революции, так как имел много общего с выпускавшимися ранее в Новосибирске Су-9 и Су-11, а по оборудованию практически полностью соответствовал Як-28П. И все же первый предсерийный Су-15 (сер. № 00 – 01) выкатили на заводскую ЛИС с опозданием на несколько месяцев – только 21 февраля 1966 г. В марте первый предсерийный Су-15, собранный в Новосибирске, облетал заводской летчик-испытатель И.Ф. Сорокин[1116]
. В конце апреля самолет был перебазирован на ЛИиДБ ОКБ в Жуковском, а 21 июля туда же перегнали второй предсерийный Су-15 № 00 – 02.Со второй половины 1966 года постепенно разворачивалось полномасштабное производство Су-15. До конца года было собрано уже 17 самолетов. На серийных Су-15 изначально объем «зашитой талии» включался в конструкцию, что позволило увеличить емкость топливной системы до 6800 л (5600 кг) без учета ПТБ. На самолетах также устанавливался модернизированный вариант системы управления воздухозаборником УВД-58М и новое катапультное кресло КС-4[1117]
.Темп производства Су-15 постепенно нарастал: в 1967 году построили 90 машин, в 1968-м – 150. По ходу выпуска самолет и его системы совершенствовались. Наиболее крупный комплекс конструктивных изменений был связан с внедрением крыла с наплывом и системы управления пограничным слоем (УПС)[1118]
.