В 1993 г. были начаты Государственные испытания противолодочного самолета-амфибии А-40 «Альбатрос». Программой испытаний предусматривалось выполнение до 500 полетов. Реально удалось выполнить всего 37, в том числе и с посадкой на воду в Таганроге и Геленджике (ведущие летчики В.Н. Горелов, Г.А. Паршин, М.И. Поздняков, А.А. Лаптев, А.П. Одинцов, К.П. Пархоменко; ведущие штурманы В.А. Васильев, В.М. Липескин, А.А. Панишев, Р.А. Садыков; бортинженеры В.В. Чеконин, И.И. Гвоздь; бортрадисты В.И. Рожков, P.P. Илькаев, О.Л. Тимофеев, С.Н. Дикунов). Руководил испытаниями А-40 ведущий инженер А.П. Ильичев. Завершить испытания не удалось по ряду объективных причин, в том числе и по причине отсутствия финансирования.

В институте проходили испытания различные авиационные радиотехнические комплексы, такие как система дальнего радиолокационного обнаружения (ДРЛО) на базе самолета Ту-126. Ту-126 поступил во Владимировку 24 мая 1964 г. Еще на этапе макета в ГК НИИ ВВС была создана отдельная испытательная бригада под руководством М.Г. Кононова. Его заместителем на борту назначили Д. Г. Матвиенко. Ведущими военными летчиками-испытателями Ту-126 последовательно были Г. М. Бархатов, В. И. Кузнецов, В. В. Добровольский. В некоторых полетах экипаж опытного Ту-126 возглавлял И. К. Ведерников, привлекались и другие известные летчики. После большого объема испытаний и доводок комплекс ДРЛО Ту-126 Постановлением Совмина СССР от 30 апреля 1965 г., а также приказами МАП и МО был принят на вооружение войск ПВО страны.

Институт занимался и воздушными мишенями. Еще в 1952 г. в составе 30-го отдела НИИ-4 ВВС было создано 9-е отделение по применению самолетов-мишеней (М-28 на базе Ил-28, М-4 на базе Ту-4) и парашютных мишеней (ПМ-2 и ПМ-6). Особенностью первых самолетов-мишеней было выполнение взлета на ручном управлении, при выходе в зону стрельб летчик включал автоматика и покидал летательный аппарат с парашютом, в дальнейшем мишень управлялась по радиокомандам. На М-28 летали летчики Э.И. Суриков и Ф.Д. Богданов за многочисленные катапультирования удостоенные звания Герой Советского Союза.

Однажды, при выполнении полета на катапультирование из стратосферы с самолета М-28 у капитана Ф.Д. Богданова произошел отказ катапульты. Полет проходил на высоте 12600 м без фонаря при температуре воздуха -65°. Летчик отстегнул привязные ремни, отсоединил запасной парашют, слез с сиденья, развернулся против полета и вытащил болты из заголовника кресла, чтобы добраться до стреляющего механизма. Пилот сумел обнаружить и устранить неисправность, невзирая на возможность срабатывания пиропатрона катапульты. Затем Ф.Д. Богданов благополучно катапультировался. Всего подполковник Ф.Д. Богданов катапультировался более 30 раз.

Поиск упавших «изделий» ведут специальные группы. В 1950-х гг. на «вооружении» таких групп состояли лошади и верблюды, теперь — вертолеты

29 раз катапультировался из самолетов-мишеней полковник Э.И. Суриков.

В 1956 г. был создан отдел испытаний и применения самолетов-мишеней и буксируемых мишеней. К 1961 г. количество самолетов-мишеней на стоянках в этот период достигало 120 единиц разных типов.

В связи с бурным развитием систем ракетного вооружения возникла необходимость применения воздушных мишеней, способных имитировать по характеристикам самолеты вероятного противника. Первые радиоуправляемые мишени создавались на базе серийных самолетов и поднимались в воздух экипажами. В дальнейшем были созданы специализированные мишени и самолеты-мишени с автоматизированным взлетом. Одним из первых таких самолетов-мишеней стал поступивший на Государственные испытания в 1961 г. Як-25РВ-П. Его ГИ были завершены в 1962 г. В том же 1962 г. выполнены летные испытания пикирующей мишени ПМ-6, контрольные испытания серийной буксируемой мишени, контрольные испытания буксируемой фотогондолы, совместные испытания радиоуправляемого самолета-мишени МиГ-19М с автоматизированными взлетом и посадкой.

Тогда же шли испытания парашютных мишеней, ракет-мишеней, самолетов-мишеней на базе МиГ-17, МиГ-19, Ту-16, Ил-28, Як-25, летающих командных пунктов управления воздушными мишенями ВКП-3 на базе самолета L-29 и ВКП-23 на базе МиГ-23. В 1979-1982 г.г. личный состав отдела принимал участие в специальных работах по новой самолетной мишени МиГ-21. Совершенствование мишеней на базе МиГ-21 велось до конца 80-х годов. Параллельно испытывались и доводились различные варианты мишеней на базе бомбардировщика Ту-16. В 1994 г. начались государственные летные испытания самолета-мишени М-29, разработанной на базе самолета L-29; в этом же году отдел пополнился личным составом расформированного 333-го отдельного истребительного авиаполка и самолетами МиГ-21 бис, МиГ-21СМТ, МиГ-23УМ. Наряду с опытными работами личный состав отдела все годы занимался перегоном самолетов-мишеней, выполнял работы по их хранению и применению.