Для летных испытаний различного авиационного оборудования, втч. пилотажно-навигационного, борт СССР- 88238 (зав. № 9640951)переоборудовали в лабораторию Як-40РЭО. Характерный облик этой машине придавал подвешенный под фюзеляжем контейнер длиной 5,63 м для размещения испытуемого оборудования, которое, благодаря специальному поворотному устройству, могло устанавливаться под различными углами по курсу, крену и тангажу. В контейнер могли быть помещены также два аэрофотоаппарата АФА-41. По правому борту самолета находился большой блистер. В салоне располагались штурман и 5 экспериментаторов, в распоряжении которых был комплекс бортовой измерительной аппаратуры и нештатного пилотажно-навигационного оборудования. К 1992 г подфюзеляжный обтекатель и блистер демонтировали, и этот самолет стали использовать для исследований иного рода, о чем можно судить по появившимся на нем блокам отстрела пиропатронов, размещенным под корневыми частями крыла и на нижней стороне откидного входного трапа.
Для испытания целевого электронного оборудования скоростного разведчика Е-155Р конструкции ОКБ А.И. Микояна (будущего МиГ-25Р) использовался летающий стенд, известный под обозначением Як-40-25. При переоборудовании пассажирскому самолету «пересадили» носовую часть от МиГ-25Р, в которой размещалась аппаратура электронной разведки СРС-4А (изделие ЗОА).
По снимкам известны три Як-40 (СССР-87565, -87566 и -98114), представлявшие собой летающие лаборатории неясного назначения. Они практически идентичны по видимым снаружи элементам спецоборудования (датчики и антенны). Первые два позже были возвращены к пассажирской конфигурации. Третий же (вероятно, зав. N2 9631549), по некоторым данным, еще в 2000 г использовался в ЛИИ им. М.М. Громова.
Отдельную группу спецвариантов Як-40 составляют самолеты-калибровщики радиотехнических средств посадки (РТСП). Такие варианты создавались как в СССР/России, так и за рубежом. Их внешним признаком были различные дополнительные антенны. Примером могут служить борта RA-87251 (зав. № 9310826) и RA-88164 (зав. № 9611846), которые до сих пор используюся в новосибирском СибНИА.
Из зарубежных экземпляров можно назвать борт HA-YLR (иногда обозначают как Yak-40E), который использовался в качестве калибровщика венгерской авиакомпанией Malev. В числе приборов был оптический визир 0ПБ-1Р, для установки которого в полу по правому борту между шпангоутами № 11 и 11А был сделан люк с блистерами, закрывавшимися створками с электроприводом. Для тех же целей болгарская авиакомпания «Балкан» использовала Як-40 (зав. № 9521441, LZ- DOE), Чехословацкое управление аэропортов — борт OK-DHA (зав. № 9341230), а Польский авиационный институт — борт SP-GEA (зав. № 9230224).
Фрагменты конструкции Як-40 «Метео»
Летающая лаборатория на базе Як-4 °CССР-98114
Летающая лаборатория Як-40РЭО
Два Як-40 применялись в роли калибровщиков в Югославии. Одним из них был военный борт 71505, позже получивший гражданскую регистрацию YU-AKV. Вторым стал борт 71503 (зав. № 9222020), ставший после перерегистрации YU-AKT и служивший калибровщиком с 2002 г Оба самолета имели характерную шлейфовую антенну над центральным воздухозаборником и лепестковую антенну на носовом обтекателе.
За рубежом на базе Як-40 создавали и другие, иногда довольно специфические спецварианты. Так, в Чехословакии Як-40 зав. № 9431436 (ОК-ЕЕА, позже ОК-020) был переоборудован в Jak-40LL (letajici labor — летающая лаборатория) для испытаний турбо-винтового двигателя М-601 для пассажирского самолета L-410. Переоборудование провели в Институте летных исследований и испытаний (VZLU — Vyzkumni а Zkusebnf Letecky Utvar), где в носовой части самолета вместо радара установили испытываемый ТВД. Это был М-601 В с винтом VI-508B для L-410A, затем М-601 Е с винтом V-510 для Л-410УВП-Э. Испытывались и другие винты, включая опытный 8-лопастный винт V-530 из композитных материалов.
В Польше 4 из 18 самолетов Як-40, поступивших на вооружение 36-го специального транспортного авиационного полка (36. Specjalny Putk Lotnictwa Transportowego), были переоборудованы в буксировщики мишеней на замену ушедшим в отставку Ил-28. Работами занимался авиаремонтный завод № 3 польских ВВС (WZL-3) в Радоме. Входной трап в хвостовой части самолета снимали и в задней части пассажирского салона устанавливали лебедку WH-3000-Jak с тросом длиной 3000 м. В задней герметичной переборке кабины устраивали вывод для троса и окно для наблюдения. Использовался польский рукав-мишень RSS-5C пятиметровой длины или аналогичная шведская мишень. Рабочее место оператора лебедки находилось в бывшем багажном отделении в задней части пассажирской кабины. Доступ в кабину экипажа осуществлялся через боковой служебный вход.
Четыре переоборудованных самолета с красными бортовыми номерами 031, 032, 034 и 035 (зав. №№ с 9331029 по 9331329) поступили на вооружение 19-й авиационной эскадрильи буксировщиков в Слупске в период с 31 декабря 1979 г по 25 июля 1980 г Самолет производил взлет с тросом, выпущенным на 35 м. При проводке мишени трос выпускался на 1400 м на скорости 350 км/ч. Самолеты использовались также для испытания новых типов парашютов и для проверки работы радаров ПВО. В марте 1999 г эскадрилья была расформирована, а четыре самолета-буксировщика были вновь переоборудованы в исходную конфигурацию и возвращены 36-у СТАП.
Один экземпляр Як-40 был переоборудован в Югославии в вариант РЭБ (встречается обозначение Yak-40E). Машина была оснащена американским и итальянским оборудованием, которое включало системы постановки помех Aries-F, ALQ-6, ALQ-7, приемник RMB-7, видеоанализатор ELT/777. Самолет состоял на вооружении 678-й эскадрильи, единственной в ВВС Югославии эскадрильи РЭБ.
Чехословацкая летающая лаборатория Jak-40LL для испытания ТВД и воздушных винтов
На Jak-40LL проходили испытания различные воздушные винты
Як-40 — калибровщик радиотехнических средств посадки, который использовал СибНИА
Проект Як-40 с четырьмя ТРД, установленными в хвостовой части фюзеляжа, известен по снимку модели. На ней нанесена регистрация СССР-1970, возможно, она символизирует год появления проекта.
В 1977 г разрабатывался Як-40П с повышенной дальностью полета. Он нес под крылом два дополнительных 1000- литровых топливных бака.
В 1984 г. в ОКБ-115 прорабатывали вариант Як-40В на 38 мест. Предполагалось вместо трех АИ-25 использовать два ТВД типа ТВЗ-117 мощностью по 2500 э.л.с. (рассматривались и два ТВ7-117) с толкающими соосными винтами. Двигатели размещались на местах боковых АИ-25. На левом борту предусматривался грузовой люк, как у Як-40К. Взлетная масса возрастала до 16850 кг, расчетная дальность полета с коммерческой нагрузкой 3230 кг достигала 1030 км, что на 200 км превышало возможности серийного 32-местного варианта. Удельный расход топлива должен был составить 45,5 г/пасс. км против 86,2 г/пасс. км у исходного варианта.
Существовал проект Як-40 со стреловидными крылом и горизонтальным оперением. Вместо трех АИ-25 предусматривалась установка двух ТРДД высокой степени двухконтурности.
Як-40 произвел столь сильное впечатление на американцев, что возникла даже идея организовать его постройку в США. В 1978 г американская фирма ICX Aviation объявила о заключении с Авиаэкспортом предварительного соглашения о лицензионной постройке Як-40. Фирма вознамерилась наладить выпуск Як-40 с тремя двухконтурными ТРД Garret AiResearch TFE 731 -3 и салоном на 30 или 40 пассажиров. Предполагалась установка авионики фирмы Collins и замена ряда систем на американские (в т. ч. ВСУ, гидравлика, пневматика, электро- и кислородное оборудование). Самолет должен был выпускаться под обозначением X-Avia в вариантах А, В и С (30, 40 пасс, и грузовой вариант с большой дверью 2,18x1,66 м). Для выпуска самолета готовилась производственная площадка в г Янгстон, штат Огайо.