Дальнейшее расширение учебной базы было связано с поступлением в училище сверхзвукового истребителя-бомбардировщика в начале шестидесятых годов. Новая машина значительно превосходила первые «миги» не только скоростью и размерами, но и сложностью техники пилотирования.
24 августа 1962 года первым на сверхзвуковой скорости над Приазовьем пронесся заместитель начальника училища по летной подготовке полковник А. Я. Денисенко. Полет, за которым с напряжением следили с земли, завершился благополучно. Успешные вылеты в тот день совершили офицеры Г. М. Рыжечкин, И. Р. Семенюта и другие летчики. Разумеется, освоение сверхзвукового самолета представляло собой не сплошную цепь триумфальных успехов, случались и летные происшествия, ведь идти-то приходилось отнюдь не проторенной дорогой. Однажды в полете у А. Я. Денисенко испортился прибор, поддерживающий в кабине нужную температуру. В считанные секунды «климат» в кабине превзошел жару Сахары, металлические поверхноети, соприкосновения с которыми невозможно было избежать, обжигали…
Собрав всю волю, Денисенко довел самолет до аэродрома и произвел мягкую посадку. По выражению лица командира курсанты могли определить: понятие «настоящий летчик» складывается не только из прочных знаний элементов полета, особенности машины, но также мужества и воли человека, проявляемых в экстремальной ситуации.
В ноябре 1962 года летно-инструкторский состав училища приступил к теоретическим занятиям по программе переучивания на сверхзвуковой самолет. Одновременно шло освоение ночных полетов на новой технике. В числе первых вылетел ночью на сверхзвуковом самолете начальник училища Герой Советского Союза генерал-майор авиации Б. М. Ривкин. Полеты в сложных условиях свидетельствовали о том, что основная масса летно-инструкторского состава овладела новейшими машинами.
Тогда же приступили к обучению курсантов на сверхзвуковой технике, отобрав наиболее достойных из большой семьи ейских курсантов-авиаторов, чтобы повести самолеты нового поколения в небо.
Осенью 1963 года училище дало Родине первый отряд летчиков-инженеров. На экзаменах летную подготовку на отлично продемонстрировал 91 процент выпускников. Средний балл равнялся 4,91. Всем выпускникам одновременно с вручением офицерских погон было присвоено звание «военный летчик третьего класса», а В. Г. Боброву, В. Я. Орлову, Н. И. Чаге, П. М. Минину, В. И. Долгову, Е. П. Зарудневу, И. И. Тимкову начальник училища торжественно вручил дипломы с отличием.
Курсанты второго выпуска на экзаменах имели еще более высокий средний балл. Летную подготовку все они сдавали только на сверхзвуковом самолете. В третьем отряде летчиков-инженеров, вышедших из стен прославленного училища, было трое медалистов и десять дипломников-отличников.