В 1956 г. в ОКБ, возглавляемом генеральным конструктором А.С.Яковлевым, имеющим большой опыт создания фронтовых истребителей, начались исследования реактивных вертикально взлетающих самолётов. Изучив опыт разработки и испытаний в НИИ летающего стенда «Турболёт» и зарубежных экспериментальных СВВП, и в первую очередь опытного СВВП Hawker P.1127, ОКБ приняло, решение создать экспериментальный СВВП, получивший обозначение Як-36 (изделие "В", по классификации НАТО — Freehand) и являющийся летающим стендом для изучения особенностей конструкции СВВП и его силовой установки с поворотным вектором тяги, а также для отработки принципов управления на переходных режимах и многих других вопросов. Руководство всеми работами по Як-36 осуществлял непосредственно генеральный конструктор А.С.Яковлев, а руководителем темы в ОКБ был назначен заместитель главного конструктора С. Г. Мордовии.

Разработка СВВП Як-36 началась в 1962 г. и велась ускоренными темпами в тесном сотрудничестве со специалистами ЛИИ и ЦАГИ, а также двигательного КБ «Союз», возглавлявшегося С.К.Туманским. Разрабатываемый экспериментальный Як-36 было решено выполнить двухдвигательным и использовать подъемно-маршевые двигатели с поворотными соплами, а управление на режимах вертикального взлета и посадки обеспечивать с помощью струйных рулей. Уже весной 1963 г. первый экспериментальный СВВП Як-36 был доставлен на летно-испытательную станцию на аэродроме ЛИИ, где специально для испытаний СВВП был сооружен бетонный котлован со стальным решетчатым покрытием и мостообразной фермой для испытаний на привязи. С помощью этого сооружения были осуществлены первые привязные подлеты и полеты на режиме висения на высоте до 0,5 м. Ведущим летчиком-испытателем от ЛИИ был назначен Ю.А.Гарнаев, имевший к тому времени большой опыт полетов на летающем стенде «Турболёт». Вторым летчиком-испытателем был назначен В.Г.Мухин, летчик-испытатель ОКБ им. Яковлева.

Первые свободные полеты на режиме висения были выполнены в период с 23 по 30 июня 1963 г., после чего наступил длительный перерыв в полетах, вызванный необходимостью тщательного анализа полученных экспериментальных материалов. Лишь через год, 27 июля 1964 г., на втором экспериментальном Як-36 В.Г.Мухин совершил полет по самолетному профилю, а 27 сентября 1964 г. им был осуществлен первый свободный полет на режиме висения. После длительных испытаний на режиме висения, проводившихся под руководством ведущих специалистов ОКБ С.Г.Мордовина, К.Б.Бекирбаева и В.Н.Павлова и с участием динамиков ЛИИ А.И.Квашнина и Г.М.Лапшина, в феврале 1966 г. В.Г.Мухин совершил на Як-36 вертикальный взлет, переход к горизонтальному полету, полет по кругу и посадил машину по-самолетному. Несколько позже, 24 марта, был совершен первый полет по полному профилю, с вертикальным взлетом и посадкой, а в октябре 1966 г. СВВП Як-36 был показан руководству страны в Кубинке.

На праздновании Дня Воздушного Флота в августе 1967 г. в аэропорту Домодедово, где была развернута экспозиция новейших образцов авиационной техники, в том числе Як-36, В.Г.Мухин успешно продемонстрировал все фазы полета первого отечественного СВВП, выполнив вертикальный взлет, переход к горизонтальному полету на высоте 50 м и полет по кругу над аэродромом, а затем полет на режиме висения с разворотом на 180° и вертикальную посадку. Возможность вертикального взлета и посадки Як-36 вызвала большой интерес командования ВМС СССР, позволяя решить проблему авиационного прикрытия и авиационной поддержки кораблей в открытом море минимальными средствами. К этому времени три построенных экспериментальных Як-36, включая два летных и один для статических испытаний, полностью выполнили свою задачу, дав возможность разработки на их базе усовершенствованных боевых СВВП.

СВВП Як-36 выполнен по схеме среднеплана с двумя подъемно-маршевыми ТРД и велосипедным шасси. Фюзеляж имел эллиптическое сечение и отличался увеличенной шириной в носовой части, где размещалась одноместная кабина летчика с катапультным креслом. Носовую часть фюзеляжа занимал воздухозаборник, разделенный вертикальной перегородкой. Под ним располагался откидной щиток большой площади, служивший одновременно и аэродинамическим тормозом, и экраном, предотвращающим засасывание выхлопных газов в воздухозаборники двигателей. В носовой части установлена длинная штанга, на конце которой расположены сопла системы газодинамического управления. Такие же сопла располагались на законцовках консолей крыла и хвостовом коке, обеспечивая управление СВВП на режимах вертикального взлета и посадки на малых скоростях.

Крыло трапециевидной формы в плане со стреловидностью по передней кромке 40° и прямой задней кромкой, снабжено закрылками и элеронами. Хвостовое оперение стреловидное, с большим по площади килем, с рулем направления и расположенным на нем стабилизатором, с рулем высоты и триммерами, под хвостовой частью дополнительно установлены две трапециевидные килевые поверхности. Шасси убирающееся, выполнено по велосипедной схеме для облегчения конструкции крыла и снижения массы взлетно-посадочных устройств, снабжено консольными поддерживающими стойками.

Силовая установка состояла из двух подъемно- маршевых двигателей (ПМД) Р27-300, размещенных рядом в носовой части фюзеляжа и имевших поворотные насадки реактивных сопл. Поворот насадков осуществлялся синхронно валом, соединяющим редукторы с гидромотором. Насадки имели профилированную форму и снабжались поперечными направляющими лопатками, упорядочивающими выхлопную струю и препятствующими ее растеканию. Рычаг управления поворотом сопл располагался в кабине рядом со спаренными рычагами управления двигателями.

Всего было построено четыре опытных самолёта Як-36, из них один для стендовых и три для лётных испытаний:
"Изделие В-0" (Самолёт с б/н 30) — использовался для статических испытаний.
"Изделие В-1" (Самолёт с б/н 35 (ранее 36)) — первый лётный экземпляр, в настоящее время находится в Центральном музее Военно-воздушных сил РФ в Монино.
"Изделие В-2" (Самолёт с б/н 37) — второй лётный экземпляр, 25 июня 1963 г. потерпел аварию, но был восстановлен. Позже использовался в ЛИИ им. Громова для отработки базирования СВВП на авианесущих крейсерах проекта 1143 "Кречет".
"Изделие В-3" (Самолёт с б/н 38) — третий лётный экземпляр, 9 июля 1967 г. участвовал в авиапараде в Домодедово. Потерпел аварию в феврале 1971 года, но восстановлен не был.

Технические характеристики Як-36
Экипаж: 1 человек
Длина: 16,4 м
Размах крыла: 10 м
Высота: 4,3 м
Площадь крыла: 17 м
Масса пустого: 5400 кг
Нормальная взлётная: 9400 кг
Двигатели: 2 x ТРД Р-27-300
Тяга нефорсированная: 2 x 5000 кгс
Максимальная скорость: 1100 км/ч
Дальность действия: 500 км
Практический потолок: 11 000 м
Боевая нагрузка: 2000 кг
Вооружение: управляемые ракеты Р-60М
Управляемое вооружение: НУР, бомбы