Deux premiers prototypes du Su-27SM volent depuis fin 2002 avec des équipements inspires du Su-30MKK chinois, dont un cockpit doté de deux écrans MFI-9, de nouveaux calculateurs, un récepteur A737 de navigation par satellite, et la possibilité de tirer des missiles à guidage TV Kh-59M et Kh-29T, ainsi que des bombes guidées KAB-50OKr et 1500Kr. Une deuxième étape de développement, à partir de 2005, prévoit l'installation d'un nouveau radar Jouk-MS ou MF de Phazotron, ou bien du NO 11 du NIIP, ainsi que d'un système de guerre électronique L175 de Khibiny.
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