8 月 8 日,E-150 在米高揚試飛員亞歷山大·V·菲多托夫的駕駛下進行了它首航,工廠的測驗直到 1962 年 1 月 15 日全部完成,總共試飛 42 次。在第 28 次試飛時,E-150 在 19,000 米的高度達到了 2.65 馬赫(2,890 公里/時,還未完全打開加力)。起飛重量在當時都達到了 10,200 公斤。然而並不是所有的試飛都是順利的,有一次由於減速傘失靈,飛機衝到跑道末端的軟泥中,整個飛機翻轉了過來。幸運的是飛行員沒有受傷,飛機也沒有嚴重損傷。
E-150 的表現遠遠高於同時代的其它戰鬥機。它持續水平飛行的最大高度為 23,250 米。兩分半鐘能爬升到 15,000 米,四分半鐘能達到 20,000 米。工廠的測試報告中有一張該機與當時大批量生產的米格-21F 戰術戰鬥機的性能對比表。它說道 E-150 的爬升速度是米格-21F 的兩倍。在 2.65 馬赫的最高速度下飛機在爬升到 22,500 米的高度記錄。在這個報告中,試飛員菲多托夫不斷稱讚 E-150 的加速度和爬升率驚人——這些對截擊機來說顯然是非常重要的特性。
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