Вертикально взлетающий истребитель - не новость в авиационном мире: уже не одно десятилетие эксплуатируется британский СВВП «Sea Harrier», однако он решал достаточно ограниченные из-за дозвуковой скорости задачи. У нас с конца 60-х стояли на вооружении различные модификации Як-38, но Як-38 относился к штурмовикам, хотя и мог выполнять задачи по отражению атак авиации. Первые проработки сверхзвукового самолета-истребителя с ВВП, предназначенного для обороны авианосных кораблей от атак с воздуха, были выполнены на ММЗ «Скорость» в 1974 году. С учетом опыта создания и эксплуатации самолета Як-38 в 1975 году началось проектирование нового самолета под индексом Як-41 (изделие «48»). Был выполнен большой объем работ по выбору аэродинамической схемы машины, рассматривалось несколько вариантов силовой установки. Результаты исследований и проработок легли в основу предложений по самолету с единым подъемно-маршевым двигателем. Руководителями темы в разное время были А.А. Левинских, С.А. Яковлев, В.Н. Павлов и К.Ф. Попович. Ведущих конструкторов по теме также было несколько и первым был Г.А. Матвеев.
Самолет Як-41 создавался как сверхзвуковой многоцелевой истребитель-штурмовик для обороны корабельных соединений от самолетов и крылатых ракет, ведения воздушного боя и нанесения ракетно-бомбовых ударов по надводным и наземным целям. С учетом опыта использования самолета Як-38 с сухопутных аэродромов номенклатура вооружения была расширена по требованию заказчика.
Постановлением Правительства от 11 ноября 1977 года предусматривалось предъявление самолета Як-41 на государственные испытания в 1982 году, т.е. в год сдачи ТАКР «Новороссийск», поэтому там выполнили некоторое дооборудование для приема этого самолета. На ТАКР «Баку» Як-41М был предусмотрен договорной спецификацией с самого начала постройки. В марте 1979 года ОКБ А.С.Яковлева завершило разработку эскизного проекта и постройку макета истребителя Як-41 с однодвигательной силовой установкой и одновременно предъявило макетной комиссии ВВС-ВМФ вариант многоцелевого самолета с комбинированной силовой установкой, который вначале был назван Як-41М. Эта схема, уже примененная на самолетах Як-38, но теперь со значительно возросшей тягой, позволяла использовать большой опыт эксплуатации Як-38. Комиссия рекомендовала продолжить работы по варианту Як-41М - с тремя двигателями. Кроме того, была поставлена задача взлета самолета с коротким разбегом с трамплина и посадки с укороченным пробегом.
Як-141 представляет собой самолёт нормальной аэродинамической схемы с высокорасположенным крылом, двухкилевым вертикальным оперением и следующей схемой расположения двигателей: один подъёмно-маршевый двигатель Р-79 с тягой 15500 кг располагается в хвостовой части фюзеляжа, и два подъёмных двигателя РД-41 с тягой по 4100 кг располагаются сразу за кабиной лётчика. Это позволяет самолету взлетать вертикально с массой до 15800 кг, а при коротком (60-120 м) разбеге - до 19500 кг. Самым сложным оказалось создание для него сверхлегкой силовой установки – подъемно-маршевого двигателя Р-79. Зато запас устойчивости двигателя оказался настолько велик, а система противопомпажной защиты столь удачной, что ни разу за время испытаний не удалось наблюдать его помпаж. Основной двигатель самолета форсирован. Форсажная камера находится перед поворотным соплом, причем применение форсажа возможно и при отклонении поворотных элементов сопла. Интегрированная система управления соплом и двигателем обеспечивает оптимальное соответствие режимов работы двигателя и положения управляемого сопла, что позволяет пилоту не отвлекаться при взлете и посадке на контроль за параметрами этих систем и в целом автоматизирует процесс вертикального или укороченного взлета и посадки. Это особенно существенно при полетах с палубы корабля. Крыло стреловидное с изломом задней кромки и корневыми наплывами, консоли складываются примерно на полуразмахе при размещении самолёта на корабле. Планер самолёта состоит на 26% из КМ, включая углепластиковые поверхности хвостового оперения, закрылки, носки и наплывы крыла. Остальная конструкция в основном выполнена из алюминиевого сплава. Далеко выходящие за границы среза сопла две хвостовые балки с килями и стабилизаторами обеспечивают большие управляющие моменты на малых скоростях полета, позволяют облегчить стабилизацию по рысканью и эффективно управлять полетом. Наличие реактивной системы управления и возможность запускать подъемные двигатели и изменять вектор тяги основного двигателя в воздухе позволяет Як-141, как и Як-38, с легкостью двигаться практически в любом направлении.
Пилотажно-навигационный комплекс обеспечивает ручное, директорное и автоматическое управление самолётом от взлёта до посадки в любое время суток в различных метеоусловиях на всех географических широтах. Система управления вооружением включает многорежимную бортовую импульсно-доплеровскую РЛС «Жук» с единой индикацией и обеспечивает решение задач с применением различных видов оружия. Имеется также лазерный дальномер и ИК датчик поисково-следящей системы. Аппаратура радиоэлектронного подавления смонтирована в законцовках крыла и килей. В перегородках, простирающихся от килей вперёд, могут размещаться устройства выброса тепловых ложных целей или дипольных отражателей. Также на самолете установили встроенную 30мм пушку с боекомплектом 120 патронов. Максимальная боевая нагрузка Як-41М составляет 2600 кг и размещается на внешней подвеске на четырех, а позднее на шести подкрыльевых пилонах. Варианты вооружения формируются в зависимости от характера поражаемых целей и подразделяются на три основных группы: «воздух-воздух» (УР P-27Р, Р-27Т, Р-77, Р-73), «воздух-море» (УР Х-31А) и «воздух-поверхность» (УР Х-25МП, Х-31П, Х-35). Штатное вооружение самолета включает в себя ракеты класса «воздух-воздух» ближнего боя и средней дальности с активными и пассивными радиолокационными и тепловыми головками самонаведения. Неуправляемое вооружение, как ракетное (снаряды С-8 и С-13 в блоках, С-24), так и бомбовое (корректируемые, кассетные, ядерные, КМГУ), предусмотрено в достаточно широкой номенклатуре.
Основными режимами, которым соответствовал нормальный взлетный вес для Як-38 и Як-141, были ВВП. Однако режимы ВКР в широком диапазоне скоростей отрыва и длин разбега расширяли диапазон взлетных весов самолета до максимального, особенно, в экстремальных атмосферных условиях. При таком взлете самолет может стартовать с палубы ТАКР, рулежной дорожки, служебного проезда или проходящего рядом шоссе. Полезная нагрузка в таком случае увеличивается на 2 т, радиус боевого применения самолета вырастает в 1.5-2 раза, а время барражирования в зоне возможных боевых действий - более чем втрое. И все это при сохранении внешних габаритов и летно-тактических характеристик.
В опытном производстве ММЗ «Скорость» было построено четыре таких самолета. 13 июня 1990 года А.А.Синицын – шеф-пилот ОКБ А.С.Яковлева – выполнил полет на Як-41М «по полному профилю». 26 сентября 1991 года Як-141 (так он стал называться с 1991 года) наконец появился в Североморске на «Баку», где начались его летно-конструкторские испытания. Летчики-испытатели А.А.Синицын и В.М.Якимов выполнили 8 полетов с корабля. Однако 5 октября Як-141, пилотируемый Якимовым, потерпел аварию. Летчик успешно катапультировался непосредственно с палубы (облегченное кресло К-36В позволяет спастись летчику при нулевых высоте и скорости), но сам самолет восстановлению не подлежал.
В апреле 1991 года летчик-испытатель А.А.Синицын на самолете Як-141 установил 12 мировых рекордов, в том числе по скороподъемности, достижению максимальной высоты с нагрузкой в 1 и 2 тонны с вертикальным взлетом и посадкой. Все они утверждены ФАИ. Высоты 12 км с грузом Як-141 достигал менее чем за две минуты. По времени набора высоты 12 км Як-141 опередил английский истребитель ВВП «Harrier» почти на 10 секунд. При этом рекордное достижение установлено в теплое время года и с нагрузкой 1 т, а «Harrier» взлетал без нагрузки и зимой, когда плотность воздуха наибольшая, то есть при наиболее благоприятных условиях для работы силовой установки. 6-13 сентября 1992 года самолеты Як-141 и Як-38М впервые были продемонстрированы на авиасалоне в Фарнборо.
Во время летно-конструкторских испытаний подтвердились заявленные характеристики самолета Як-141. По признанию специалистов, Як-141 опередил аналогичные зарубежные разработки на 15-20 лет. На Саратовском авиазаводе выпустили техническую документацию и выполнили технологическую подготовку для его серийной постройки, но из-за отсутствия финансирования прекратили испытания и закрыли тему. Як-141 стоял у порога грядущих океанских походов, осуществить которые помешала изменившаяся общественно-политическая и экономическая обстановка в стране, приведшая к развалу СССР и неосуществлению многих замыслов по созданию авиационных комплексов новых поколений. В целом же самолет Як-141 стал не только следующим после Як-38 этапом в развитии отечественных самолетов В/КВП, но и этапной машиной в истории мировой авиации - первым сверхзвуковым самолетом вертикального/укороченного взлета и посадки.