Помимо самолетов Су-27К в ЗХИ принимали участие первый опытный экземпляр истребителя МиГ-29К (№ 311), учебно-тренировочный самолет Су-25УТГ и вертолет радиолокационного дозора Ка-252РЛД (Ка-31). Постоянную службу над крейсером несли поисково-спасательные вертолеты Ка-27ПС, поднимавшиеся в воздух с началом каждой летной смены и готовые оперативно прийти на помощь в случае каких-либо неожиданностей. К счастью, поводов для их использования по назначению на ЗХИ, как и в последующие годы испытаний, не было.
Необычным участником ЗХИ стал еще один самолет семейства Су-27, перебазированный в Саки летом 1990 г. Речь идет о первом опытном образце фронтового истребителя-бомбардировщика Су-27ИБ – самолете Т10В-1 с бортовым № 42. Он был построен весной 1990 г. на базе учебно-боевого истребителя Су-27УБ и отличался от него, главным образом, новой головной частью фюзеляжа с «утиным» носом и двухместной кабиной экипажа с размещением летчиков по схеме «рядом». Первый полет на Т10В-1 выполнил 13 апреля 1990 г. летчик-испытатель А.А.Иванов. Какое же отношение имела эта сугубо сухопутная машина к испытаниям ТАКР «Тбилиси»?
Все объяснялось достаточно просто.
В «ОКБ Сухого» в это время шли проектные работы по двухместному корабельному учебному самолету Су-27КУ, который должен был иметь аналогичную Су-27ИБ головную часть фюзеляжа и кабину экипажа. Поэтому на самолете Т10В-1 решено было сделать несколько полетов для оценки летчиками обзора из новой кабины при заходе на посадку на корабль. В это время на отдыхе в Крыму находился президент СССР М.С.Горбачев, который решил ознакомиться с новой техникой, принимавшей участие в учениях Черноморского Флота. Посетил он и тяжелый авианесущий крейсер «Тбилиси», который в это время проходил ЗХИ. Руководство ОКБ Сухого решило вместе с палубными самолетами продемонстрировать президенту и новейший фронтовой истребитель-бомбардировщик. Летчики-испытатели мастерски выполнили на Су-27ИБ имитацию захода на посадку на палубу крейсера (совершить ее тяжелая машина, не оснащенная посадочным гаком, разумеется, не могла).
В первом ряду слева направо: летчик-испытатель В.Пугачев, руководитель визуальной посадки Н.Алферов, летчик-испытатель В.Аверьянов, главный конструктор К.Марбашев, заместитель начальника ЛИиДБ А.Собов, ведущие инженеры А.Сорокин и В.Зенин
Демонстрационный полет Су-27ИБ над палубой был заснят на пленку находившимся на борту «Тбилиси» фотокорреспондентом ТАСС, и один из снимков вскоре обошел страницы мировой авиационной прессы. Это была первая опубликованная фотография Су-27ИБ. Комментировавшие ее в зарубежной печати специалисты были введены в заблуждение необычной обстановкой, в которой был сделан этот «тассовский» снимок, да и подписью к нему, которая гласила: «Посадка на палубу ТАКР «Тбилиси». Поэтому в многочисленных статьях, сопровождавших нашумевшую фотографию, Су-27ИБ представлялся как новый «корабельный учебный самолет Су-27КУ с размещением летчиков плечом к плечу».
Интенсивность полетов корабельных истребителей Су-27К во время ЗХИ ТАКР была очень высокой. При этом не только отрабатывалось совместное функционирование самолетов и корабля и велась всесторонняя оценка усовершенствованных АТСК, но и опробовались вопросы боевого применения Су-27К. Так, например, взлетающими с палубы «Тбилиси» истребителями при информационной поддержке от самолета РЛДН А-50 отрабатывался перехват воздушной цели, роль которой выполнял перехватчик МиГ-25ПД, базировавшийся на аэродроме Саки (его пилотировал летчик-испытатель ЛИИ А.В.Крутов). Отрабатывались также мероприятия по перехвату крылатых ракет, которых имитировали самолеты МиГ-21 УМ (их пилотировали молодые тогда летчики-испытатели ЛИИ В.Логиновский и Г.Белоногов).
В ходе ЗХИ «заказа 105» много пришлось поработать и специальной летающей лаборатории ЛИИ на базе вертолета Ми-8, оборудованной аппаратурой изучения электромагнитных полей для оценки условий электромагнитной совместимости радиотехнических систем корабля и ЛАК. Силами специалистов ЛИИ проводилась также детальная оценка точности работы оптической системы посадки, в ходе которой летчик-испытатель А.В.Крутов совершил на летающей лаборатории Ми-8 свыше 10 полетов по штатной для корабельных истребителей глиссаде. Поскольку вертолет двигался по ней с малой скоростью, а иногда и вовсе мог зависать, было гораздо легче оценить восприятие летчиком огней ОСП, а также измерить с помощью корабельных средств реальное положение ЛА относительно теоретической глиссады.
Была проведена также работа по натурной оценке аэродинамических возмущений, создаваемых надводной частью ТАКР (до того момента такие работы проводились только в аэродинамической трубе московского филиала ЦАГИ). Для этого под вертолетом Ми-8 был подвешен на длинном фале дымогенератор и по характеру распространения дымового шлейфа производилась качественная оценка состояния воздушного потока. Картина течения фиксировалась видеосъемкой с вертолета сопровождения Ми-14. Вертолеты пилотировали летчики-испытатели ЛИИ В.Мухаметгареев и В.Баранов
Были на испытаниях и острые ситуации. При одной из посадок В.Ю. Аверьянова на его самолете произошел отказ демпфера посадочного гака, который отскочил от палубы, не зацепившись ни за один из тросов аэрофинишера. Мгновенная реакция и мастерство летчика позволили ему тут же взлететь с угловой палубы.