Спустя год, вслед за опытными вагонами ЭС-719 и ЭС-720, на основе полученного опыта завод им.И.Е.Егорова решил создать второй опытный асинхронный состав, но уже с новым кузовом для головного вагона, планировавшегося для нового модельного ряда. В 1990 году увидели свет 2 вагона модели 81-720.1 и 2 вагона 81-721.1. Все вагоны, кроме головного №10037, по кузову ничем не отличались от серийно выпускаемых на то время 81-717.5/714.5.
Вагон №10037 получил удлиненную раму с новой просторной цельнометаллической кабиной управления с возможностью аварийного схода пассажиров на путь, через дверь, расположенную на лобовой части. Также стоит отметить, что кузов нового вагона не имел черпаков приточно-вытяжной вентиляции, крыша стала покатой. В местах ската крыши у боковин были размещены по 7 воздухозаборных решеток с каждой стороны. Кузов внешне был похож на привычные кузова 81-717.5/714.5 с применением абсолютно таких же гофролистов в нижнем и верхнем поясах, но помимо прочего имел окантовку по периметру боковины, что также позволило улучшить экстерьер за счет применения двухцветной схемой окраски (белый цвет вместе со светло-синим). 81-720.1 стал первым вагоном завода, получивший фирменный логотип производителя, который разместили под лобовым стеклом кабины.
Серьезные изменения претерпел и салон нового вагона, потолок стал плоским. Вентиляция салона стала принудительной за счет применения семи вентиляционных агрегатов, установленых в потолке вагона между каждой группы воздухозаборных решеток. Интересное решение было предложено и для привычного на серийных моделях устройство переговоров "Пассажир - машинист". Вместо привычной кнопки связи с машинистом поезда на устройстве появилось 4: пожар, милиция, уборка и врач.
Промежуточные вагоны и головной 81-720.1 №10036 предназначались для сопровождения опытного головного. Для проведения обкаточных испытаний 4-х вагонный опытный состав был передан в московский метрополитен, в депо "Калужское". После непродолжительных испытаний и наладок состав был отстранен от эксплуатации. Промежуточные вагоны были списаны, а уникальный головной вагон 81-720.1 №10037 был порезан в сентябре 2009 года.
Несмотря на грустную историю, испытания опытных вагонов позволили выявить слабые места в асинхронной системе привода и наметить решения по усовершенствованию подобных конструкций. На основе полученного опыта каждый из двух заводов приступил к разработке следующего поколения асинхронных вагонов: 81-550/551/552 на АО "Вагонмаш" и вагонов семейства "Яуза" на Мытищинском машиностроительном заводе.
10036-10037
11027-11028
1990