Е-5
Предусматривалось переоборудование двух МиГ-21 в вариант «Ф» и предъявление их на госиспытания в VI квартале 1959 года. Одновременно с этим заводу № 31 предписывалось прекратить производство МиГ-21 с двигателем Р11-300 и обеспечить выпуск 12 МиГ-21Ф. Постановлением также предусматривалась замена обеих пушек НР-30 на ТКБ-515 калибра 30 мм и отработка на двух МиГ-21Ф системы реактивного вооружения с установкой РЛС ЦД-30 и двух ракет (видимо, РС-2-У, поскольку других не было) класса «воздух – воздух».
На первой машине Е-6/1, прототипе МиГ-21Ф, сохранилась аэродинамическая компоновка крыла Е-5 с тремя перегородками. Но уже на втором прототипе Е-6/2 от двух из них отказались и изменили форму концевой перегородки, несколько улучшив аэродинамические характеристики крыла. Это упростило технологический процесс изготовления консолей. Под крылом предусмотрели узлы для подвески блоков реактивных снарядов. В таком виде крыло применялось на всех модификациях, начиная с МиГ-21Ф и кончая МиГ-21бис. Одновременно заменили хвостовую часть фюзеляжа, опустив горизонтальное цельноповоротное оперение и уменьшив его площадь. Окончательно отказались от установки третьей пушки. Установили новую обечайку ВЗУ с острой передней кромкой и управляемым двухскачковым центральным телом (конусом). Первое его положение рассчитывалось на полет со скоростью соответствующей числу М=1,4, а второе – на М=1,9.
Первый полет на Е-6/1 состоялся 20 мая 1958 года. Однако «век» Е-6 оказался коротким. 28 мая, при выполнении седьмого полета произошла катастрофа, унесшая жизнь Нефедова. В тот день на высоте около 18 км отказал двигатель. Планируя, летчик дотянул до ВПП, но при выравнивании не хватило времени на перекладку стабилизатора. Дело в том, что после отказа двигателя и падения давления в гидросистеме система управления автоматически перешла на резервную электрическую, однако скорость перекладки стабилизатора была значительно ниже, чем у гидравлической. В результате вертикальная скорость машины оказалась выше допустимой. Ударившись колесами о ВПП, самолет перевернулся и загорелся. Сильно обгоревший Нефедов скончался в госпитале спустя несколько часов.
Впоследствии эту систему доработали и на серийных МиГ-21 вместо электропривода стабилизатора ввели электронасос для подкачки гидравлической жидкости.
Почти полвека спустя в канун 60-летия ОКБ генеральный конструктор Р.А. Беляков в интервью газете «Независимое военное обозрение» скажет: «Владимир Нефедов погиб из-за нашей глупости». Что ж, лучше в этом признаться позже, чем никогда.
Испытания продолжили на второй машине. 15 августа вышел приказ ГКАТ о проведении заводских испытаний (Е-6/2) с улучшенной аэродинамикой носовой части фюзеляжа. Одновременно утвердили ведущих: инженера А.С. Изотова и летчика-испытателя К.К. Коккинаки. Однако доработки ВЗУ выполнили только на третьей машине Е-6/3, совершившей первый полет в декабре 1958 года.
Е-6/1
Одновременно с увеличением диаметра цилиндрической части центрального тела ВЗУ установили противопомпажные и взлетные створки на фюзеляже, дополнительные топливные баки в крыле и фюзеляже за кабиной летчика, перенесли антенны – штырьевую РСИУ-4В и рамочную АРК-54, увеличили площадь киля и подфюзеляжного гребня (фальшкиля). Обе машины имели двигатели Р11Ф-300 с регулируемыми створками реактивного сопла и системой кислородной подпитки, две встроенные пушки НР-30, причем патронные гильзы выбрасывались за борт. Прицела АСП-5Н совместили с радиодальномером СРД-1М, что позволяло вести прицельную стрельбу по целям типа бомбардировщик на дальности до 2000 метров. В экипировку летчика входили высотно-компенсирующий костюм ВКК-3М с гермошлемом ГШ-4М. Первоначально установленные катапультные кресла со шторкой заменили на «СК» с защитой летчика от набегающего потока фонарем кабины.
В декабре 1958 года председатель ГКАТ П. Дементьев сообщал главкому ВВС К. Вершинину:
«В ходе заводских испытаний МиГ-21Ф получен максимальный статический потолок 20 100 м (при М=1,1), это подтверждает возможность получения расчетного статического потолка 21 000—22 000 м. Максимальная скорость 2100 км/ч (М=2) на высоте 15 000 м. Указанная скорость не является установившейся и в дальнейшем может быть повышена до 2300–2500 км/ч».
Несколько позже Е-6/2 оборудовали пусковыми устройствами ракет К-13 для исследований их старта с законцовок крыла в обеспечение разработки перехватчиков Е-150 и Е-152.
Постановлением Совмина СССР от 1 апреля 1959 года председателем комиссии по проведению совместных испытаний МиГ-21Ф назначили заместителя командующего 24-й ВА И.И. Пстыго. В состав комиссии также входили летчики-испытатели С.В. Петров от НИИ ВВС, Г.А.Седов от ОКБ-156 и Ф.И. Бурцев от ЛИИ. Облетали самолет летчики М.Х. Халиев, В.В. Яцун, С.А. Микоян, В.Г. Иванов, В.С. Котлов.
Самолет довольно быстро прошел испытания. В акте по их результатам, утвержденном в ноябре 1959 года, отмечалось, в частности, что «самолет имеет хорошие пилотажные качества, устойчивую работу двигателя, простое управление и может эксплуатироваться с аэродромов второго класса. Для повышения боевых возможностей самолета МиГ-21Ф на больших скоростях и высотах считать необходимым провести отработку на нем вооружения – двух ракет К-13 и одной пушки НР-30 и организовать в кратчайшие сроки выпуск МиГ-21Ф с этим вооружением».
С 25 июня 1960-го по 20 апреля 1961 года в НИИ ВВС на самолетах МиГ-21Ф, оборудованных балочными держателями БДЗ-58-21 испытывали НАР АРС-212М или С-24; авиабомбы калибра от 100 до 500 кг, а также зажигательные баки ЗБ-360. Ранее были испытаны НАР С-5М в блоках УБ-16-57М.
Особенно трудными были испытания снарядов АРС-212М, поскольку из-за попадания в двигатель пороховых газов он выключался. Для борьбы с этим явлением на самолете установили клапан сброса давления топлива. Пока дорабатывали машины, от дальнейших испытаний АРС-212М отказались, сосредоточив усилия на С-24, вошедших впоследствии в состав вооружения истребителя.
При этом максимальная приборная скорость МиГ-21Ф с двумя С-24 и подвесным топливным баком (ПТБ) не должна была превышать 1000 км/ч до высоты 8500 метров (без ПТБ – 1100 км/ч до 8300 метров) и чисел М=1,3 выше 8500 метров (без ПТБ – М=1,4). Практическая дальность полета на высоте 11 км достигала 1090 км, а с ПТБ – 1300 км.
Серийный МиГ-21Ф
Несмотря на значительное несоответствие летных характеристик заданным, МиГ-21Ф приняли на вооружение в качестве легкого фронтового истребителя. В этом же году на горьковском заводе № 21 развернулось его серийное производство. Еще во время государственных испытаний в правительстве СССР рассматривался вопрос об организации серийного производства МиГ-21Ф в Чехословакии и Китае. Изучался вариант установки на истребитель системы дозаправки топливом в полете.
