20世纪80年代后期，伊柳辛设计局为伊尔-76设计了一个特殊的货舱模块，能把任何现役伊尔-76改装成灭火机。这个模块由两个水箱组成，可容纳40吨水，排水口安装在货舱门上。安装了灭火模块的飞机被命名为伊尔-76P，其中“P”代表“消防”，俄罗斯目前仍有几架伊尔-76P在服役。
伊尔-76的灭火模块
伊尔-76TD改装的灭火机
图波列夫图-160“海盗旗”轰炸机服役后，暴露出平尾结构强度不足的问题，在某些情况下甚至会在飞行中脱落。为此图波列夫设计局设计出全新平尾，但由于尺寸过大，运输到图-160基地成了问题。于是一架伊尔-76MD被改装成图-160尾翼运输机，把平尾固定在机翼后方的机背的支柱上。该机被戏称为“三翼面”伊尔-76。
伊尔-76 图-160平尾运输机
伊尔-78加油机
只有在最大起飞重量达到190吨的伊尔-76MD出现后，伊尔-76家族才出现了专用的加油机改型，之前型号的最大起飞重量并无法满足加油机的要求。
伊尔-78翼下的UPAZ-1加油吊舱
伊尔-78原型机CCCP-76556在1983年6月26日首飞，很快就获得了“米达斯”的北约代号。该机的货舱内安装了两个圆柱形燃油箱，每个可容纳14吨燃油，机翼下方挂载两个UPAZ-1加油吊舱（“UPAZ”代表“标准外部加油单元”），此外在后机身左侧的短翼上还安装了另一个UPAZ-1吊舱。UPAZ-1吊舱也可由战斗机挂载实施伙伴加油，是一种具有锥形鼻的方形吊舱，鼻锥可向内缩进，让冲压空气驱动燃料泵空气涡轮实现每分钟2500升的空中加油流量，吊舱尾部有用于提示加油状态的红-绿-黄信号灯。伊尔-78后期生产型的后机身吊舱通过一个挂架与短翼相连，显然是为了降低湍流对锥套的不利影响。
伊尔-78货舱内的两个圆柱形油箱
接下来出现的是伊尔-78M改进型，原型机在1987年3月7日首飞。该机加强了机翼，最大起飞重量增加到210吨，货舱油箱载油量增加到18吨/个，并封住了后货舱门。伊尔-78MKI是专门为印度设计的加油机，装备了以色列制造的空中加油系统，货舱可被布置成运输机。
中国从乌克兰购买的伊尔-78加油机，尾部加油吊舱仍采用式样较老的挂架
印度空军的伊尔-78MKI加油机
塔什干工厂一共制造了52架伊尔-78加油机，其中包括32架伊尔-78标准型、13架伊尔-78M、一架出口阿尔及利亚的伊尔-78E和6架出口印度的伊尔-78MKI。目前俄罗斯空空军只装备了伊尔-78，都在第203独立加油机航空团。2008年12月，乌克兰卖给巴基斯坦4架二手伊尔-78M，编号为伊尔-78MP。
第203独立加油机航空团的伊尔-78，该机曾参加过珠海航展
第203独立加油机航空团的伊尔-78 35号
乌里扬诺夫斯克的航星-SP正在研制全新的伊尔-78M-90A（伊尔-478）加油机，最大起飞重量增加到220吨，能装40吨燃油飞行5000公里。俄罗斯计划在2020年前购买31架伊尔-478，同时把现役伊尔-78升级到伊尔-78M2标准。
伊尔-78M-90A设计蓝图
预警机
1973年，苏联政府命令位于塔甘罗格的别里耶夫设计局研制基于伊尔-76的预警机。当时别里耶夫设计局已经很久没有接到水上飞机的订单，手头没有其他任务，所以就被分配到把其他设计局的飞机改装成特种飞机的任务。第一架A-50原型机（产品A）于1978年12月19日在塔甘罗格首飞，很快就获得了“支柱”的北约代号。在三架原型机后，别里耶夫设计局在1985-1993年期间陆续改装了24架生产型A-50，至今仍有超过15架的A-50服役于俄罗斯空军唯一的预警机部队——伊万诺沃的第144独立航空团。此外，茹科夫斯基的格罗莫夫试飞院还保有几架A-50的民用型——伊尔-976航空数据测量机，用于监测载人火箭飞行试验。
格罗莫夫试飞院的伊尔-976航空数据测量机
A-50安装了一套E-821“大黄蜂”（产品R）任务系统，系统围绕着一台S波段预警雷达设计。雷达的旋转天线安装在机背的两根流线型支柱上，圆形天线罩直径10.8米。“大黄蜂”系统对低空目标的搜索距离是230公里，对高空目标是300-350公里，可同时跟踪多达45个目标（每位操作员负责跟踪其中的15个目标），并同时引导12架战斗机交战。
A-50预警机的圆形天线罩
部分A-50已经升级成A-50U（产品AU）标准，换装具有全新计算机模块的“大黄蜂”-M（产品RM）任务系统，机械式旋转天线则保持不变。据报道，A-50U可同时探测多达150个目标，探测距离600公里。在外观上，A-50U取消了A-50安装在起落架鼓包两侧的短翼，这两个短翼最初的设计目的是遮挡从地面反射的雷达波，避免造成干扰。
俄罗斯空军的A-50预警机
A-50起落架鼓包两侧的短翼用于遮挡从地面反射的雷达波，避免造成干扰
A-50U在升级后取消了这两个短翼
A-50U内部的工作站