Ту-134УБЛ (зав. № (33)64740) использовало НПО «Вега-М» для испытания локатора Н011 для Су-27М. При этом «клюв» опять-таки заменили другим обтекателем. Вероятно, тот же самолет служил для испытания радаров Н019М «Топаз» для МиГ-29С и Н007 «Заслон» для МиГ-31.
Ту-134А (RA-65738, зав. № 2351508) использовался Сибирским НИИ авиации (СибНИИА, г. Новосибирск) в различных испытательных программах. В частности, к февралю 2008 г. вместо остекления штурманской кабины установили головку самонаведения ракеты «воздух-земля» на переходнике.
Ту-134Ш-1 (борт 10 красный, зав. № 3350303) был радиотехнической ЛЛ СЛ-134Ш (Ту-134Ш-СЛ) и тоже служил для отработки головок самонаведения. Вместо остекления штурманской кабины в нем был установлен конический обтекатель с радиопрозрачной передней частью. Штурманскую кабину заняли испытуемой аппаратурой, поэтому штурмана «переселили» в вестибюль и прорезали у его рабочего места окно с левого борта.
Ту-134Ш-1 (СССР-65562, зав. №2350201) был лабораторией ГосНИИ авиационных систем для отработки электронно-оптических систем наведения ракетного оружия, известной как Ту-134ЛЛ. Позже самолет перепрофилировали в геофизическую и экологическую ЛЛ. Справа в носовой части крепилась испытуемая головка самонаведения. Снизу фюзеляжа под обтекателем находилась телевизионная система Т-2 на поворотной установке, связанный с ней аэрофотоаппарат АФА-БАФ-40, сопряженный с лазерным дальномером ЛДИ-3, и еще 5 фотоаппаратов на двух аэрофотоустановках АФУС-У и трех гиростабилизированных платформах ГУТ-3 и ГУТ-8. Самолет был оснащен и другим оборудованием, в т.ч. инерциальной навигационной системой И-21, системами спутниковой навигации ГЛОНАСС и GPS. В состав экипажа входили до 10 операторов.
Ту-134АК (СССР-65604, №2 (зав. № (93)62561) был переделан НПО «Взлет» в радиотехническую ЛЛ для отработки навигационных систем. В обшивку носа и в киль были врезаны дополнительные антенны. «Взлет» переделал и Ту-134Ш-1 (борт 01 красный, зав. № 63550705) в ЛЛ для отработки системы радиотехнической разведки «Багратион». По бокам фюзеляжа перед крылом ниже окон были установлены накладные панели с излучателями антенн. Вместо штатных бомбодержателей под фюзеляжем на специальной раме крепился контейнер с аппаратурой. В 1993 г. установили второй контейнер.
Ту-134УБЛ (борт 30 красный, зав. N° (33)64845) был радиотехнической ЛЛ неясного назначения в ГК НИИ ВВС. Под носовой и хвостовой частями находились каплеобразные обтекатели на коротких пилонах, в которых располагались излучатели антенн. Над пилотской кабиной крепился оптический датчик.
В 1968 г. Ту-134 (СССР-65601, зав. № 350003) был переделан в ЛЛ для отработки силовой установки Ту-134А.
В середине 1980-х гг. Ту-134А (СССР- 65740, зав. № 2351510) был переделан ЛИИ в лабораторию Ту- 134А-1510 для замера загрязнения атмосферы в спутной струе самолета и аэротеплофизических исследований. На нем также испытывали малоразмерные ТРДД для крылатых ракет. Сверху носовой части самолета был установлен датчик тепловизора. Под центропланом крепились контейнер с аппаратурой и испытуемый двигатель. На случай аварийного покидания предусмотрели быстрое выравнивание давления внутри самолета с забортным. В салоне смонтированы ИК-спектрометры и гамма-спектрометр, газоанализаторы для замера содержания углеводородов, озона, окислов азота, углерода и серы. Результаты замеров обрабатывались в реальном времени. В позднем виде самолет был унифицирован по составу аппаратуры с другой ЛЛ – Ми-17ЛИЗА (лаборатория для измерения загрязнения атмосферы).
Работа на Ту-134А-1510 была сопряжена с трудностями. Во-первых, в спутной струе машину дико трясло и норовило перевернуть. К бомбардировщику Су-24 при замерах невозможно было подойти ближе, чем на 700 м – лабораторию отбрасывало в сторону с креном 60', и выровнять ее удавалось только с потерей высоты около 500 м. Во-вторых, капризничало оборудование: на наземных стендах оно работало безукоризненно, а в условиях полета не желало. К концу 1996 г. самолет (к тому времени ставший RA-65740) был снят с эксплуатации.
В 1991 г. Ту-134АК (СССР-65906, зав. № (33)66175) был переделан НПО «Вега-М» в геофизическую ЛЛ ИМАРК (измерительный многочастотный авиационный радиолокационный комплекс). Область ее применения включала поверхностное и подповерхностное сканирование земли, поиск водоносных горизонтов и полезных ископаемых. ЛЛ могла применяться для экологических исследований, ледовой разведки и работы в лесном и сельском хозяйствах.
С правого борта был внушительный обтекатель РЛСБО синтезированной апертуры, который после доработки в 1993 г. заметно увеличился. Под центропланом крепился еще один антенный блок, закрытый обтекателем. РЛСБО имела длину волн 3,9 см, 23 см, 68 см и 2,54 м. Разрешающая способность в этих диапазонах составляла соответственно 4-6 м, 8-10 м, 10-15 м и 15-25 м. В режиме с длиной волны 3,9 см радар «смотрел» в обе стороны, во всех остальных – только вправо. Ширина полосы обзора составляла 24 км. Сканирование производилось на высотах от 500 до 5000 м при скоростях 500-600 км/ч. Самолет был оснащен системой спутниковой навигации. Летом 1993 г. ЛЛ ИМАРК применялась для контроля за экологической обстановкой в зоне разлива Волги близ Астрахани. Съемка шла непрерывно в течение четырех часов. В 1996 г. по заданию Министерства энергетики с помощью ЛЛ был точно измерен шаг опор линий электропередачи в Сибири.
В распоряжении отряда космонавтов был Ту-134АК (борт 01 красный, зав. № (83)60650) из состава 70-го ОИТАП ОН, переделанный в ЛЛ-аэрофотосъемщик. В мае 1978 г. космонавты В. Коваленок и А. Иванченков перед тем, как отправиться на орбитальную станцию «Салют-6», прошли на этой машине курс наблюдения и фотографирования.
В начале 1970-х гг. ОКБ А.Н. Туполева совместно с СибНИИА переоборудовали Ту-134А (СССР-65653, зав. № 0351009) в ЛЛ для измерения нагрузок на шасси при действии с ВПП различных категорий. По результатам испытаний шасси доработали – тележки основных опор усилили, а колеса КТ-81/3 от Ил-18, примененные в целях унификации, заменили облегченными колесами КТ-153.
В 1983 г. Ту-134А (СССР-65626, зав. № 9350704) был переделан ГосНИИ ГА в ЛЛ для испытания системы активной компенсации электрического заряда, заменяющей обычные разрядники статического электричества.
Многие из названных ЛЛ были разукомплектованы до начала XXI века.
В 1966 или 1967 гг. один Ту-134 «без буквы» использовался необычным образом – его фюзеляж переделали в стенд для отработки системы теплозащиты сверхзвукового Ту-144. Стенки фюзеляжа были двойными, промежуток между ними продувался охлаждающим воздухом. Фюзеляж поместили в камеру, куда
