Истребитель перехватчик Су-15, был одним из из основных и самых массовых перехватчиков авиации ПВО СССР.
Однако, эти машины не несли встроенного пушечного вооружения, вместо которого использовались подвесные контейнеры УПК-23-250 с пушкой ГШ-23. Однако применение этих контейнеров имело свои недостатки, главным из которых было уменьшение радиуса действия, ведь контейнеры занимали место на подфюзеляжных пилонах подвески, а эти пилоны в свою очередь, изначально предназначались под подвеску подвесных топливных баков ПТБ-600. Вопрос увеличения радиуса действия перехватчиков, был одним из самых обсуждаемых в авиации ПВО СССР, крайне важным он становился для полков на крайнем севере и дальнем востоке, где количество аэродромов ПВО было явно недостаточным. Долгое время считалось, что ОКБ Сухого не работало над устранением этого недостатка, однако в 1970 году в Новосибирске были выпущены первые опытные перехватчики Су-15ТМ, второй построенный из которых, с заводским номером 0315304, почти сразу после постройки и облета, был отправлен в Москву, где в цехе окончательной сборки ОКБ Сухого, он был доработан под встроенную установку пушки ГШ-23 под фюзеляжем. Для чего нижняя часть фюзеляжа за передней стойкой шасси была доработана, а в фюзеляже был сформирован пушечный отсек, где был установлен лафет, к которому крепилось само орудие.
В том же отсеке размещался и боекомплект. Сама пушка ГШ-23, немного выступала за габаритный размер фюзеляжа и прикрывалась легкосъемными обтекателями.
Это обеспечивало лёгкость обслуживания пушки в строевых частях. Для прицеливания, на передней части кабины летчика был установлен упрощенный прицел с визиром.
Самолет работал по испытательной программе испытаний и отработки пушечной установки, в течении нескольких лет. Полеты выполнялись в Жуковском и в Ахтубинске. Тема на момент ее начала была весьма перспективной, и самолет очень активно летал. Так как полеты в испытательных организациях вели опытные летчики, то самолет стал "центром притяжения" лучших летчиков-испытателей МАП и ВВС СССР. Как минимум, на нем летали все летчики-испытатели ОКБ Сухого, большая часть испытателей НИИ ВВС и летчики-испытатели ЛИИ имени Громова. Одних Героев Советского Союза 36 человек. В. Ильюшин, Е. Соловьев, С. Микоян, Г. Баевский, А. Бежевец и многие другие. Однако, тема продолжения не получила, к 1976 году самолет налетал 138 часов, а смысл в сложной доработке парка Су-15ТМ уже отпал, части ПВО массово получали истребители МиГ-23, да и делавшие в то время первые шаги в небе Су-27 и МиГ-31, показывали значительно лучшие характеристики и все эти самолеты имели встроенные пушечные установки. В результате самолет списали и отправили на учебный аэродром Военно Воздушной Академии имени Гагарина, что в Подмосковном Монино. Там самолет использовался в учебном процессе и сохранялся полностью комплектным. В 1986 году судьба самолета сделала крутой разворот и из Монино он был перевезен на территорию Военной Кафедры Московского Физико Технического Института, которая располагалась в подмосковном Жуковском. Самолет был установлен во дворе Факультета Аэромеханики и Летательной Техники и на нем стали проводиться учебные занятия со студентами ВК МФТИ, которые проходили подготовку по специальности техник Самолета и Двигателя. Коллективу Военной Кафедры также удалось сохранить самолет практически в полной комплектности. В 2012 году Военная кафедра в Жуковском прекратила свою работу и была переведена в Долгопрудный. Самолёт остался в Жуковском кампусе МФТИ. Несколько раз, его даже обслуживали техники ЛИиДБ ОКБ Сухого, накачивая амортизаторы стоек шасси и выполнявшие прочие работы. Немного позже была попытка отправить этот самолет в металлолом, однако вмешательство ОКБ Сухого и Клуба Героев г.Жуковский, а также декана ФАЛТ МФТИ В. Вышинского, отменило эти планы. Был разработан проект установки самолеты на постамент перед факультетом и даже выпущен приказ МО о передаче самолета в г.Жуковский, но в это время произошла смена декана. Новому руководителю этот проект был "поперек горла" и МФТИ отказался от самолета, следом в отказ ушел и город Жуковский. В результате самолет остался без хозяина... Спустя несколько лет, его расстыковали прямо во дворе факультета и провели "демилитаризацию", оставив от еще недавно полностью комплектного уникального самолёта, пустой фюзеляж. Некоторое время части самолета лежали во дворе МФТИ, за это время был оформлен проект приказа о передаче самолета в Музей Войск ПВО, что в подмосковном поселке Заря, но он также не вступил в силу и спустя еще год, части самолета уехали в Красноярский край, в один из местных кадетских корпусов. На этом следы самолета теряются...
