25 ноября 1986 года экипаж лётчика-испытателя В.П.Журавлёва выполнил первый полёт на прототипе вертолёта радиолокационного дозора Ка-252РЛД (Ка-31), создававшегося в качестве воздушного средства дальнего радиолокационного обнаружения для советских авианесущих (проект 1143) и тяжёлых атомных ракетных крейсеров (проект 1144).
Главная задача Ка-31 – обнаружение низколетящих воздушных целей, включая противокорабельные ракеты (ПКР), и надводных целей в любое время суток, в простых и сложных метеоусловиях. Для этого вертолет оснастили комплексом, включавшим радиолокационную станцию на твердотельных элементах, работавшую в дециметровом диапазоне волн. Информация о целях в автоматическом режиме по телекодовому каналу связи передавалась на пункты управления. Вращавшуюся на 360 градусов антенну с фазированной решеткой разместили под фюзеляжем. Поскольку она имела значительные размеры, то в нерабочем положении складывалась. Чтобы стойки шасси не мешали вращению антенны, их доработали: основные опоры сделали подтягиваемыми вверх, а передние – убираемыми вдоль по полету в обтекатели. Для обеспечения значительных потребностей комплекса в электроэнергии, вертолет оснастили энергоузлом с мощной вспомогательной силовой установкой (ВСУ), которую установили за главным редуктором.
Еще одним отличием Ка-31 от Ка-29 стали дополнительные топливные баки, размещенные в удлиненных наплывах фюзеляжа за кабиной экипажа.
«Мозг» нового вертолета – специальный комплекс Е-801 «Око» разработал Горьковский НИИ радиоэлектроники (ныне Нижегородское НПО «Вега»). Комплекс позволял обнаруживать воздушные цели типа истребитель на удалении в 100-150 км и надводные цели типа патрульный катер на удалении в 250 км. Он обеспечивал одновременную работу по 20 целям.
Возможности находящегося в настоящее время на вооружении Ка-31 в части дальности обнаружения различный целей, помехозащищённости и количества одновременно сопровождаемых целей существенно повышены.