На этом этапе изучались процессы, связанные с засасыванием отработавших горячих газов в воздухозаборники двигателей, и другие сопутствующие сюрпризы: тряска, тенденции к заваливанию самолёта, когда запас струйных рулей приближался к предельному. Более или менее устойчивый режим работы двигателей и висение удалось обеспечить установкой дефлекторов и реактивной газовой защиты.
На доводку силовой установки и струйного управления ушло более года. Устранив тряску, уменьшив разрежение от газового потока под крылом и выявив необходимые соотношения между перемещениями органов управления и расходом воздуха в струйных рулях, 27 июля 1964 г. Мухин выполнил первый полет по-самолётному. После этого три самолёта доработали, установив по два подфюзеляжных киля. 24 марта 1966 г. Мухин выполнил полёт по 'полному профилю' т.е. с вертикальным взлётом и посадкой.
Установленные рядом двигатели наводили на мысль, что при отказе одного из них самолёт незамедлительно перевернется и лётчик не успеет его покинуть. Чтобы предотвратить столь фатальное развитие ситуации, лётчику должна была помочь установленная на самолёте автоматизированная система, отслеживающая положение СВВП и выдающая сигнал на катапультирование на самом опасном этапе: от взлёта до завершения переходного режима. Самолёт оборудовали системой автоматического спасения с катапультным креслом конструкции ОКБ А. С. Яковлева.
В сентябре 1966 г. на аэродроме Кубинка организовали показные полёты Як-36, пилотируемого Мухиным, для руководителей правительства.
Через десять месяцев, 9 июля 1967 г., на воздушном параде в Домодедово демонстрировались самолёты с укороченным взлётом и посадкой '23-01' ОКБ А. И. Микояна, Т-58ВД ОКБ П. О. Сухого и СВВП Як- 36 ОКБ А. С. Яковлева. Последний самолёт также пилотировал Мухин.
Представители ВВС к новинке отнеслись настороженно, большого оптимизма и положительных эмоций самолёт у них не вызвал. И этому имелись некоторые основания: из-за ограниченной тяги силовой установки самолёт не мог поднять боевую нагрузку, а о базировании на полевых аэродромах можно было и не думать. В принципе Як-36 ещё не походил на военный самолёт. Не в полной мере удалось к этому времени разрешить проблемы с висением самолёта из-за сложности системы струйного управления. По этим и ряду других причин предложение Генерального конструктора А.С. Яковлева о постройке опытной серии из 10-12 машин подобного типа поддержки не получило.
В этой непростой обстановке группа энтузиастов под руководством заместителя Генерального конструктора С. Г. Мордовина после совместной работы ОКБ и институтов МАП решила приступить к проектированию СВВП с комбинированной силовой установкой из трёх двигателей: уже показавшего себя усовершенствованного ПМД типа Р27В-300 и двух подъёмных двигателей (ПД| типа РД36-35ФВ разработки КБ П.А. Колесова (ведущий конструктор А. Дынкин).
Научно-технический комитет Минавиапрома, рассмотрев проект, дал заключение о возможности создания самолёта с подобной силовой установкой.
Возможность создания самолёта-истребителя вертикального взлета не имела достаточного обоснования, и министр авиационной промышленности Дементьев предложил вначале на основе Як-36 разработать лёгкий самолёт-штурмовик Як-36М, а затем уже построить сверхзвуковой истребитель Як-36МФ (Як-36П).
Командование ВМФ и штаб авиации ВМФ оказались не столь привередливыми в выборе ЛАК, а желание иметь авианосцы или что-то подобное и, соответственно, корабельные самолёты, было велико. Главком ВМФ С. Г. Горшков приказал, чтобы к 10 сентября 1967 г. соответствующие организации представили ему соображения по целесообразности базирования самолётов Як-36М на кораблях ВМФ и ожидаемым боевым возможностям. На совещании в конце сентября были заслушаны доклады представителей Военно-Морской академии, филиала ЦНИИ №30 МО и др. организаций. Ввиду сложности оценки возможностей СВВП и некоторой неопределённости, решили, согласившись с предложением о размещении Як-36 на кораблях, поддерживать исследования по самолётам с катапультным взлётом и аэрофинишёрной посадкой.
В конце декабря 1967 г. вышло Постановление Совмина, в соответствии с которым НПО 'Скорость' получило задачу: в течение 1969-1970 годов построить пять опытных самолётов Як-36 М, в том числе один с двойным управлением.
Главком ВВС маршал авиации Вершинин 25 января 1968 г. утвердил согласованные с авиацией ВМФ тактико-технические требования (ТТТ) к 'лёгкому штурмовику Як-36М вертикального взлёта и посадки с ПД типа РД36-35ФВ и ПМД типа Р27В-300'.
Соответственно ТТТ, самолёт Як-36М предназначался для решения задач в интересах сухопутных войск, а при базировании на противолодочных крейсерах (ПКР) пр. 1123 – для уничтожения надводных кораблей и береговых объектов в морских операциях и ведения визуальной воздушной разведки. Его предполагалось использовать также для борьбы с самолётами дальнего радиолокационного обнаружения и противолодочными.
Впоследствии на военно-технической конференции в 1968 г. главком ВМФ выразился о дальнейших перспективах корабельной авиации довольно определённо: 'для прикрытия сил флота в удалённых районах моря и океана ВМФ должен на базе самолёта Як-36 иметь палубные самолёты-истребители с вертикальным взлётом. Наиболее правильно было бы иметь самолёты многоцелевого назначения со сменным составом вооружения'.
Работы начались. Новый самолёт Як-36М должен был существенно отличаться от прототипа. В апреле 1970 г. под председательством заместителя командующего авиацией ВМФ генерал-лейтенанта авиации Н.А. Наумова состоялась макетная комиссия ВВС и ВМФ, которой были представлены одновременно макет и первый экспериментальный экземпляр Як-36М №01 г. Протокол замечаний комиссии содержал ряд пунктов, к основным из которых относилось требование замены катапультного кресла КЯ-1М (конструкции ОКБ Яковлева) на унифицированное кресло К-36ВМ (КЯ-1М оставили на первых десяти самолётах) и улучшения бокового обзора из кабины. Неудобство катапультного кресла первого типа состояло в необходимости взвешивать лётчиков перед полётом и соответственно изменять положение механизмов катапульты, центрируя кресло.
Испытания первого экспериментального самолёта Як-36М №01, построенного 15 апреля 1970 г., проводились вначале на стенде для измерения температурных полей, регулировки двигателей и струйного управления. На этом самолёте 22 сентября 1970 г. выполнялось свободное висение на высоте 0,5 м. Второй опытный самолёт, построенный к 15 октября 1970 г., отрабатывался на стенде сил и моментов для снятия характеристик струйного управления, исследования явлений рециркуляции и подсоса выхлопных газов на высотах менее 2 м, показавших, что потеря тяги достигает 800 кгс. Для снижения рециркуляции газов на фюзеляже установили газоотводящие ребра, сопло переднего ПД повернули на 15° против направления полета.
24 ноября 1970 г. на самолете №02 Мухин выполнил скоростную рулежку, а через три дня – подлет (с разбегом). После решения методического совета МАП о подъёме самолёта, Мухин 2 декабря 1970 г. выполнил полёт на втором экземпляре Як-36М со взлётом по-самолётному. Сопровождавший его МиГ-21 пилотировал летчик-испытатель ЛИИ Л.Д. Рыбиков. Для сокращения длины пробега сопло ПМД после приземления самолёта переводилось в вертикаль. Третий Як-36М поступил в ЛИИ 17 мая 1971 г., а 16 июня летчик-испытатель Ю.А. Шевяков выполнил на нём первый вылет. 30 июля самолёт на пробеге опрокинулся и три месяца находился в ремонте.
В ходе работ колею шасси увеличили с 2,2 до 2,75 м за счет изменения конструкции основных стоек, а в хвостовой части фюзеляжа установили контейнер с тормозным парашютом. Таким образом, многочисленные пожелания о необходимости расширения колеи шасси самолёта, предназначенного для корабельного базирования, наконец-то превратились в реальность. 25 февраля 1972 г. летчик-испытатель М.С. Дексбах на втором Як-36М впервые выполнил полет 'по полному профилю', 20 марта примерно такой же полет
