Як-120 существенно отличался от перехватчиков других ОКБ. Добиваясь значительного увеличения продолжительности полета, яковлевцы разместили двигатели под консолями крыла, что позволило высвободить часть объема фюзеляжа под топливо. По компоновочным соображениям решили применить велосипедную схему шасси (с передней и задней основными опорами и двумя вспомогательными на законцовках крыла). Под фюзеляжем между нишами основных опор шасси предусматривалась подвеска дополнительного топливного бака. РЛС «Сокол» разместили в носовой части фюзеляжа под большим обтекателем. Кресла пилотов в герметичной кабине установили тандемом под общей сдвигавшейся назад крышкой фонаря. Крыло с постоянной хордой имело стреловидность 45°. Стабилизатор был поднят и крепился на половине размаха киля. Вооружение состояло из двух 37-мм пушек Н-37Л с боезапасом по 50 снарядов на ствол, которые устанавливались в низу фюзеляжа. Предусматривалась и подвеска под крылом двух авиационных крупнокалиберных реактивных снарядов АРС-212. Отличительной особенностью Як-120 было и наличие воздушно-тепловой противообледенительной системы, защищавшей передние кромки крыла, оперения и обечайки воздухозаборников. Пилотажно-навигационный и радиолокационный комплексы позволяли осуществлять перехват цели в любых погодных условиях и в большом диапазоне высот. В целом конструкция перехватчика была хорошо продумана, и это позволило в дальнейшем создать целый ряд модификаций на его основе.
При постройке опытного самолета его геометрические характеристики практически не претерпели изменений, лишь площадь вертикального оперения увеличили с 5,1 м² до 5,329 м². С оборудованием дело обстояло сложней. Так как доводка РЛС «Сокол» затягивалась, то на первый опытный экземпляр Як-120 пришлось установить ее весовой эквивалент. Кроме того, вместо радиовысотомера РВ-3 установили РВ-2. Несмотря на сложное и весьма тяжелое оборудование, машина получилась относительно легкой для двухдвигательного истребителя. Это объяснялось не только применением велосипедного шасси, но и новой для того времени конструктивно-силовой схемы крыла с внутренним подкосом. Строгое соблюдение весовых лимитов позволило снизить относительную массу планера до 29%.
Испытания Як-25М в ЛИИ на грунтовой ВПП
Взлетает Як-25М
Опытный Як-25К-8
Опытный Як-25К-7л
Як-25Л для испытаний мотогондол двигателя Р-11-300
19 июня 1952 г. состоялся первый полет Як-120. Заводские испытания проводил летчик- испытатель В.М.Волков, и закончились они в ноябре. Нормальная взлетная масса машины составляла 8530 кг. Самолет оказался меньше по размерам и легче перехватчика «200Б» Лавочкина. Благодаря новым малогабаритным двигателям и хорошей аэродинамике на Як-120 удалось получить более высокие летные характеристики. При полетной массе 7650 кг максимальная скорость на высоте 4000 м составляла 1140 км/ч, а на 10000 м - 1075 км/ч[* М=0,997 (прим, ред.)]. Эту высоту опытный перехватчик набирал за 4,3 мин. Почти все основные параметры технического задания (ТЗ) были превышены. Однако по дальности полета самолет несколько «недотягивал»: на высоте 12000 м этот показатель составлял 2800 км и 3250 км с подвесным баком, продолжительность полета составляла 3 ч 45 мин и 4 ч 15 мин соответственно. Тем не менее, эти данные позволяли нести боевое дежурство в воздухе на значительном удалении от аэродрома. Самолет имел хорошую управляемость и допускал выполнение фигур сложного пилотажа. Однако отсутствие штатной РЛС затрудняло предъявление его на государственные испытания. Поэтому в начале декабря 1952 г. в МАП приняли решение срочно оснастить Як-120 радиоприцелом РП-1 «Изумруд» (удовлетворительно прошел госиспытания на перехватчике ОКБ Микояна СП-5 и рекомендовался к серийной постройке) и в таком виде передать его на испытания в ГК НИИ ВВС. При этом самолет «200Б» предписывалось передать в НИИ-17 для использования в качестве летающей лаборатории для отработки и доводки в воздухе станции «Сокол».