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  苏联发展喷射战斗机的设计导向主要有两条:以数量、操作耐受度取胜的前线用战斗机、技术水准较高的国土防御拦截机,前者以米格设计局产品打出名号,苏霍伊设计局在冷战期间的主要研发产品以后者为主。  苏联对于拦截机的研发始自1950年代,虽然赫鲁晓夫钟情于核子武器与长程弹道导弹提供的打击力,但北约组织多个国家都设计出可携带核子武器的高速喷射战略轰炸机,苏联同样的也在烦恼如何抵御这类机种;在1956年推出首款配备雷达及最早期型空对空导弹AA-1的长程拦截机Su-9,搭配较早服役的Yak-25拦截机构成苏联冷战时代第一代国土拦截机队,但是两款主力机型的性能在美国投入B-52同温层堡垒轰炸机已不敷使用,尤其是航电系统部分过于落后,苏恺设计局随即对当前设计推动改良。在1958年时,苏恺有数种以拦截任务为导向的测试原型机正在实验中:、苏恺T-49、苏恺T-5、。T-43与T-49机身多半承袭Su-9,T-43主要测试项目是调节锥进气道与ZD-30T雷达、T-49则将机鼻进气道移至两侧换用更大尺寸的RP-22 Oryol-D雷达,T-5则是以Su-11为基础改造后段机身换装图曼斯基R-11涡轮喷射发动机。  相关技术储备逐渐完备后,苏恺设计局原本在1960年推动代号T-58的新式拦截机,该型拦截机主要设计仍承袭Su-9/11,采用机鼻进气、AL-7发动机,但配备以Su-11配备的机载雷达改良的新型号,并可配备当时开发中的R-40空对空导弹,苏恺设计局将这型拦截机命名为Su-15;然而在1960年上报的提案最后并未被苏联高层接受通过,方案胎死腹中。同时,因为留里卡AL-7发动机的技术缺陷,配发给部队的Su-9/11评价一直很差,苏联高层因此决定量产Yak-28拦截机取代Su-11;但也提出改良Su-11的补救方案要求各设计局提出意见。苏恺设计局抓住了这个机会,将结合T-5发动机的双引擎后机身、T-49的前机身改良的新机型充当Su-11改良计划提报,代号T-58/Su-11M,该计划在1962年2月5日核定进行。  第一架无航电设备的T-58D-1原型机在1962年4月完成,5月运抵测试场组装,5月30日原型机首飞,并持续对相关外型设计进行改良。装上雷达的二号原型机T-58D-2在1963年4月完工、同年5月4日首飞,性能测试在8月5日开始进行;第三架改良版原型机T-58D-3则在1963年夏季完工,该原型机增加了机内油箱容积、扩大垂直尾翼面积;1963年10月初T-58D-2/D-3才开始实施R-98(R-8M2、AA-3)空对空导弹的整合射击测试。相关测评直到1964年6月完成,进行测试的飞行军官多半肯定其性能较当时型号要为优秀;正式量产命令则在1965年4月3日下达,并赋予T-58代号Su-15,1966年Su-15量产,1967年配发苏联航空军,取代Su-9/11、Yak-25。而当时预定取代Su-11的Yak-28P最终也在1967年通过测试进入量产,但知名度不及因各式意外事故而恶名远播的Su-15。  初期量产版Su-15被北约称作“细嘴瓶-A”。不装雷达或不能装备武器的教练型,Su-15UT(北约代号“细嘴瓶-C”),也在1970年开始服役。  早期使用三角翼的Su-15在起飞和着陆时表现极差,苏霍伊随之开发了翼尖扩大(翼面积增大)的版本,并引入吹气襟翼,采用此种新设计的Su-15在1969年推出,尽管苏联的叫法不变,但北约将其称作“细嘴瓶-D”以区分之前型号。  有关另一个改进型,Su-15T的试验也于1969年开始,这种机型装备了沃尔科夫“台风”雷达,此雷达使用起来不甚理想,在制造了仅仅10架飞机后,Su-15T便不再生产,不过后继的Su-15TM(北约代号“细嘴瓶-E”)在1971年亮相,它装备的台风-M雷达可以为UPK-23-250机炮荚仓和R-60近程导弹服务。气动性的需求促使了对雷达罩的重新设计,拥有尖顶拱造型雷达罩的Su-15TM得到了“细嘴瓶-F”的代号,当然苏联仍然沿用之前的叫法。  最晚的改型是Su-15UM(北约代号“细嘴瓶-G”),一种可以参与作战的教练机,该型号在1976年诞生。最后一架Su-15也于1979年下线。

  Su-15曾经参与多起冷战时期的航空事件,包括1978年对大韩航空第902号班机在莫曼斯克空域进行拦截,以导弹攻击之后使其迫降降冰冻的湖面上,飞机虽然大致完好,可是机上有两名乘客死亡。(见大韩航空902号班机空难)引起严重国际事件与关切的是1983年在库页岛附近击落另外一架大韩航空007号班机。这架波音747客机坠入海中,机上乘客无人生还,在寻找黑盒子的过程当中,苏联与其他国家搜救单位也发生多起摩擦。  作为主力的苏联国土防御拦截机,因为击落击伤各一架闯入苏联领空的客机,使Su-15成为世界上击落客机最多的战斗机型号。1968年一架苏-15从苏联宇航员 - 第一个飞上太空的尤里·阿列克谢耶维奇·加加林驾驶的米格-15上方数米处飞过,几乎撞上,使加加林坠机弹射身亡(尤里·阿列克谢耶维奇·加加林死亡的六种可能性之一)。  冷战时期,斯堪的纳维亚北欧国家的空军经常在波罗的海上空遭遇苏联战斗机。其中于1985年瑞典空军的SAAB 37“雷”战斗机曾经在波罗的海上空与正实施演练的Su-15遭遇,并于空中缠斗期间导致一架Su-15坠毁。  虽然苏霍伊苏-15截击机具有极佳的高速性能表现,非常适合高空拦截任务,但随着技术的进步,该机也逐渐变得过时。苏联解体后不久,俄罗斯空军根据欧洲常规武装力量条约规定的裁军指标,于1993年退役了最后320架苏-15。乌克兰空军的少量苏-15一直服役到1996年之后。

  苏联国土防空军 - 由俄罗斯空军和乌克兰空军接收 乌克兰空军 - 接收自苏联国土防空军,共70+架于1996年除役。
苏霍伊Su-15拦截机,北约代号“细嘴瓶”(Flagon),是苏联从1967年开始服役的一款双引擎拦截机,用以取代当时服役之Su-9拦截机及Su-11拦截机,所有Su-15均于1990年代退役。