Заводские испытания Т-58 второго этапа модернизации — самолета 0006, переоборудованного из серийного Су-15 №05-48 и получившего наименование Су-15Т, начавшиеся в конце января 1969 г., выявили необходимость основательной доработки РЛС. В начавшихся в мае государственных испытаниях наряду с самолетом 0006 был задействован с апреля 1970 г. и модифицированный серийный Су-15 №01-05 с усовершенствованной РЛС «Тайфун-М», обеспечивающей применение также и ракет К-98М. В отработке участвовали летчики В.И. Мостовой, Э.М. Колков, В.В. Мигуев, С.А. Лаврентьев.
С появлением РЛС в модификации «Тайфун-М» выпуск Су-15Т был сокращен в пользу скорейшего внедрения в серию Су-15ТМ. Государственные испытания Су-15Т завершились в июне 1970 г., а в сентябре вновь начались применительно к Су-15ТМ. Помимо уже упомянутых перехватчиков, включая получивший РЛС «Тайфун-М» самолет 0006, в них участвовали и первые серийные Су-15ТМ №03-02 и 03-03.
В 1971 г. завершился первый этап государственных испытаний. В ходе операции «Кристалл-71» при показе авиационной техники партийным и государственным руководителям пуском четырех ракет успешно сбили обе мишени Ил-28. С другой стороны, по результатам 18 пусков по Ла-17 и беспилотным МиГ-17 выявилась неудовлетворительная работа неконтактного взрывателя «Филин». Его заменили на модернизированный радиоканал от комбинированного радиооптического взрывателя «Аист», ранее предназначавшегося для ракеты К-40.
Опытный перехватчик Т-58 с ракетами Р-98.
Один из прототипов истребителя-перехватчика Су-15 с ракетами Р-98.
Истребитель-перехватчик Су-15ТМ с ракетами Р-98М.
В следующем году с 17 апреля начался второй этап государственных испытаний. Доработанные ракеты успешно сбивали Ла-17 и беспилотные Ил-28-помехо-постановщики. Нехватка мишеней определила задержку завершения испытаний до начала следующего года. Всего на этом этапе с самолетов Су-15ТМ №03-02 и 03-03 по Ту-16, Ил-28, МиГ-17, Ла-17, скоростной высотной мишени КРМ, парашютным мишеням РМ-8 и ПРМ-1 выполнили 46 пусков К-98М, 36 из которых было зачтено. По одному МиГ-17, Ил-28 и Ла-17 были сбиты прямыми попаданиями, Ил-28 и Ла-17 — поражены разрывом боевой части. В остальных зачтенных случаях замеренный аппаратурой промах телеметрических ракет не превышал радиус поражения боевой части.
В апреле 1973 г. госиспытания завершились с рекомендацией о принятии на вооружение, началось серийное производство Су-15ТМ и ракет К-98М. Однако соответствующее официальное оформление последовало только спустя без малого два года, по постановлению от 21 января 1975 г. Новая модификация перехватчика получила наименование Су-15ТМ, радиолокатор — РП-26. Усовершенствованные ракеты обозначались Р-98М. Они отличались от своих предшественниц большей помехоустойчивостью и расширенными зонами пуска.
Компоновка ракеты К-98МР: 1 — ГСН; 2 — рулевой привод; 3 — передающая антенна РВ; 4 — автопилот; 5 — радиовзрыватель; 6 — ПИМ; 7 — боевая часть; 8 — привод элеронов; 9 — батарея; 10 —двигатель; 11 — воздушный баллон; 12 — приемная антенна РВ; 13 — воздушный редуктор.
Для подтверждения эффективности новых ракет К-98М в составе вооружения ранее выпущенных перехватчиков Су-15 с РЛС «Орел-ДМ» в 1975 г. были проведены соответствующие испытания на самолете №14-01. В частности, для ракет с «радийной» ГСН обеспечивалась максимальная дальность пусков в передней полусфере до 24 км и диапазон высот поражаемых целей от 2 до 21 км при их скорости до 2500 км/ч. Дальность пусков в заднюю полусферу не увеличилась. При атаке в заднюю полусферу скорость целей. летящих на высоте от 0,5 до 24 км, могла достигать 1600 км/ч.
