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1977年10月，试飞站进行密集飞行测试的同时，方案室开始编写新布局计划。
首要任务是前缘机动襟翼的设计，基于YF-16飞机的布局进行深入研究，在苏-27飞机上采用类似布局。机翼前缘呈直线，整体呈梯形。西蒙诺夫还是要感谢苏霍伊，正是因为原设计方案采用电传操纵系统，使得机动襟翼可设计成自适应装置。可以肯定地说，没有电传操纵系统，苏-27飞机上就无法使用前缘机动襟翼装置。自适应指的是飞机迎角状态下前缘机动襟翼随迎角变化而变化，由计算机自动控制偏转角度，无须飞行员干预即可实现最佳偏转角度的自适应技术。这种技术也是只有电传操纵系统才可顺利实现。新机翼不仅减小了迎角状态下飞行阻力，也使飞行性能有了提升，还大大降低了飞机抖动。
下一项重大改进就是翼尖挂架。翼尖挂架可使飞机增加导弹、电子设备等装置的同时又相当于翼尖配重，重量不变的情况下配合前缘机动襟翼，使飞行品质又有了进一步提升，可谓一举多得。就这样，设计团队取消了翼尖配重换成了武器发射装置+导弹，飞机实际作战能力提高的同时并没有额外增加重量。
接下来就是更艰巨的任务：
●为飞机减重。
●改进飞机布局结构，提高维护性。
●提高操纵性和稳定性。
●改变平尾和垂尾。
●将垂尾布置在尾梁上。
●优化油箱设计。
●改变座舱盖开启方式。
●解决存在的结构弹性和气动弹性等。
在型号总设计师的要求下，飞机全方位降低结构和各系统重量，保证飞机能够达到要求的飞行性能。为了提高操纵性和稳定性，设计局上下竭尽所能，想出各种方式方法来满足上述要求。
比如，平尾切尖、机身结构重新设计、垂尾放置到发动机两侧、机头伸长，还有油箱的改进措施、起落架舱门修改设计、座舱盖向上开启、中央舱段增加油箱、增加进气道防护网、参考F-15飞机更改减速板位置、使用AL-31F发动机最新改进上机匣的“99V产品”发动机、设计机翼后缘襟副翼等。
在伊万诺夫的直接领导和管理下，发图生产文件的起草过程中严格遵守重量的限制要求。为了遵守规定的重量限制条件，设计局各设计室被迫寻找新的结构和工艺实现方案，以保证结构重量最小。减重问题涉及设计局里绝大多数的设计室，即使在生产技术文件发图工作结束后，这项工作也没有松动的迹象。这些建议最后使飞机结构和各系统都进行了重新设计，保证了苏-27飞机重量的实际降低。
另一个问题在当时也比较严重：航电系统的重量控制方面。在机载航电系统安装图样上，曾明确标明总重量1850kg，其中包括了敷设的线束和所有零部件。实际上，到了苏-27飞机最后发图阶段，机载航电设备的总重量达到了2350kg。也就是说航电设备增加了500kg的重量，这是一个十分严重的问题。设备舱被塞得满满的，但还是有一些设备装不进去。这个问题只能等待各电子厂和火控设计单位的协调优化，那时苏霍伊设计局对这个问题无能为力。
发动机问题也不得不考虑。留里卡设计局的AL-31F发动机机匣在发动机下侧，这使得苏-27前几架原型机的进气道下面出现凸起，机身横截面面积律的问题不得不重视。有人提出发动机机匣是否可以上置，比较遗憾的是提出这个建设性意见的人现在已经无从查证了。气动专家们经过计算得出，发动机机匣上置可以有效减少空气阻力值。上置机匣比下置机匣的维护难度要高，伊万诺夫召集设计局专家们进行了严肃认真的讨论。后来还是第9设计室的专家们发明了一种专用的发动机拖车，完美解决了这个问题。
当然，这不是单单苏霍伊设计局自己的问题，还要与留里卡设计局进行大量的协调会商。飞机研制方和发动机研制方在多轮会议和协商后最终达成共识，将AL-31F发动机改变设计，下置机匣移至上侧以使用苏-27飞机发动机舱，保证苏-27飞机的试飞工作进度，新发动机代号“99V产品”。
当然，还有很多问题，如进气道的设计、机头尺寸长度的更改、平尾差动设计、增加下垂尾（腹鳍）、重新设计的液压系统、改良后的电传操纵系统等问题，这里就不一一展开了。
苏-27飞机布局更改方案形成于1977年11月至1978年1月，方案布局名称为T-10-13，1977年12月得到正式名称：T-10S。
这里需要说明下，T-10-7就是后来的T-10S-1。T-10-7为生产名称，13是布局名称，S是正式名称，后续我们统称其为T-10S。苏霍伊设计局试验飞机名称编号繁多，部分飞机名称在中途还有更改，为了查阅方便请见附录。
1978年1月，这些工作正式形成文件《T-10S飞机总体方案》，里面包含了所有需要重新设计的方案，这份文件得到了总设计师伊万诺夫的批准。在相当短的时间内拿出如此多的经过充分论证的改进方案，现在看来确实是个壮举和奇迹。他们的目标只有一个：飞机要达到最高性能水平！
T-10-7飞机
1979年春，《苏-27综合体改进和试验安排》决议正式发出，T-10S走上快车道。
1979年年底，第一架T-10S飞行试验样机T-10-7完成总装。
1979年12月，设计局副总设计师、苏-27飞机型号总设计师西蒙诺夫调离苏霍伊设计局，担任航空工业部主管飞机试制方面的副部长。这段时间苏-27飞机型号总设计师由科尔钦担任，1983年西蒙诺夫再次返回苏霍伊设计局担任总设计师。
1980年9月，完成了T-10-8飞机总装，用于静力试验。
1981年4月4日，T-10-7飞机运输到飞行研究院的设计局试飞站，开始进行首飞前的最后准备。
1981年4月19日，完成首飞前的滑行试验。
全新设计制造的苏-27原型试验机T-10S定于1981年4月20日首飞，这一天距离T-10-1首飞成功仅仅不到4年时间。