Летающая лаборатория (ЛЛ) — это летательный аппарат, специально предназначенный для проведения летных исследований, испытаний и экспериментов. Может быть специально построенным, но чаще это переделанная под определённые задачи серийная машина.
Такие экспериментальные изделия появились ещё на заре авиации, но пик их производства пришёлся на годы после Второй мировой войны, когда произошёл качественный скачек уровня сложности и тактико-технических характеристик авиационной техники.
Сегодня использование ЛЛ при создании любого нового самолета, вертолета или космического корабля стало насущной необходимостью, причем часто на одно новое изделие приходится делать несколько (иногда более десятка) различных самолетов-лабораторий. Бывает, что стоимость одной такой лаборатории даже превышает стоимость единичного серийного самолета.
Обычно в качестве специализированной ЛЛ используется тяжелый самолет, транспортный или бомбардировщик. Ведь помимо испытуемого объекта он должен нести многочисленную регистрирующую аппаратуру, на нем должны размещаться инженеры-испытатели, а в последнее время и вычислительный комплекс для непосредственной обработки результатов эксперимента, а также управления его ходом в зависимости от получаемых результатов. Кроме этого, самолёт-лаборатория должен очень надёжен и хорошо освоен в эксплуатации, так как испытуемая система может привести к развитию самой непредсказуемой ситуации на борту.
На летающие лаборатории часто наносят специальную окраску для лучшей заметности объекта, а также для облегчения фокусировки объектива при выполнении внешней фотокиносъёмке.
Ил-18ЛЛ ПОС № 188000201. Самолёт-лаборатория, переделанный для проведения испытаний на обледенение и проверки эффективности различных противообледенительных систем. Затем самолёт переделан в испытательный стенд аппаратуры СИП (телеметрия ракет) на котором проверялась сама возможность получения телеметрической информации, прорабатывался состав комплекса и порядок работы с ним.
Ту-144ЛЛ. С 1995 по 1999 годы Ту-144Д № 77114, проходивший далее под шифром Ту-144ЛЛ использовался американским космическим агентством НАСА для исследований в области высокоскоростных коммерческих полётов. На Ту-144ЛЛ были установлены двигатели НК-32-1 (аналогичные используемым на Ту-160) в связи с отсутствием пригодных к эксплуатации НК-144 или РД-36-51, разнообразные датчики и испытательная контрольно-записывающая аппаратура. В полу 1-го салона была организована шахта аварийного покидания самолета вниз, напрямую через грузовой люк. Большинство кресел было демонтировано. Хвост фюзеляжа был дополнительно до обшит пластинами из нержавеющей стали к имеющимся, из-за более мощных двигателей.
После завершения полётов двигатели и записывающая аппаратура были демонтированы.
Ту-95ЛАЛ (заказ 247) - летающая лаборатория с ядерным реактором в грузоотсеке. В процессе полётов отрабатывалась биологическая защита экипажа от радиации.
Ту-154ЛЛ. Пять летающих лабораторий, переоборудованных по программе многоразового космического челнока «Буран». На самолётах была изменена система устойчивости и управляемости (СУУ) в системе АБСУ-154 и усилена хвостовая часть фюзеляжа. Все интерцепторы могли работать в режиме воздушных тормозов. На месте второго пилота была установлена часть штатной кабины космического корабля, с новой приборной доской и ручкой управления. На снижении внешние двигатели (№1 и 3) вводились в реверс для получения крутой глиссады. Два самолёта оснащены полноценным РТО челнока «Буран» и могли выполнять полностью автоматическую посадку. Всего по программе «Буран» на Ту-154ЛЛ было выполнено около 200 полётов.
NC-130H - переоборудованный в летающую лабораторию американский самолёт ДРЛО ЕС-130V (построен по заказу Береговой охраны США для борьбы с наркотраффиком) для испытания новой РЛС APS-145, предназначенной для нового поколения самолёта ДРЛО Grumman E-2 Hawkeye.
А-60 (изделие «1А») — советская/российская экспериментальная летающая лаборатория, носитель лазерного оружия на базе самолёта Ил-76МД. Предназначена для исследования распространения лазерных лучей в верхних слоях атмосферы, а в дальнейшем — для подавления разведки противника. Представляет собой авиационный вариант носителя мегаваттного лазера, планировавшегося к выведению в космос как 17Ф19Д «Скиф-Д». Построено два самолёта, один сгорел в июне 1986 года на аэродроме Чкаловский.
Ту-142ЛЛ, 1986 год В летающие лаборатории были переоборудованы 2 самолёта, с целью испытания и доводки новых мощных ТРД НК-25, НК-32, НК-144 и РД-36-51 самолётов Ту-22М3, Ту-160, Ту-144 и Ту-144Д. Ту-142ЛЛ имел следующие отличия от Ту-142М: демонтировано всё вооружение и специальное оборудование, сделан вырез внизу фюзеляжа под модуль с отрабатываемым двигателем, усилена конструкция планера, установлена контрольно-записывающая аппаратура. Для выпуска-подъёма модуля была применена гидравлика, также имелась воздушная система, работающая лишь на подъём, а также устройство гильотинного типа, позволяющее сбросить двигатель в случае пожара или другой опасности.
Помимо испытательных полётов, в апреле 1990 года началась разработка программы полётов для установления мировых рекордов. Согласно правилам FAI, Ту-142ЛЛ попадал в категорию машин с турбореактивными двигателями со взлётной массой 100—150 тонн. 3 мая 1990 года были выполнены два полёта и установлены три мировых рекорда: набор высоты 6000 м за 4 мин 23 сек, 9000 м — 6 мин 3,5 сек, практический потолок — 12 530 м.
После распада СССР отмечались попытки западных фирм приобрести самолёт, однако Ту-142ЛЛ был разрезан на металлолом в середине 1990-х годов. Второй самолёт ранее потерпел катастрофу.
Ан-12. Несколько десятков самолётов переделаны в различные летающие лаборатории. Испытывалась новые двигатели, новая бортовая аппаратура различного характера, перспективные системы вооружения, различные катапультные кресла, отрабатывался подвесной агрегат заправки УПАЗ, проверялись орбитальные спускаемые аппараты. Также летающие лаборатории на базе Ан-12 занимались исследованием атмосферы. Один самолёт переделан в лабораторию для испытаний в условиях обледенения.
Самолёт-лаборатория для испытания двигателей Ту-142ЛЛ. 1993 год.