米格—21（A．F．MFGOTHM O—21）米格—21，是蜚声四海的著名战斗机，由前苏联米高扬设计集团于50年代初研制成功，原型机试飞于1955年，1958年开始在苏军中服役，至今，至少生产了5000架，并在几个国家中得到仿制（中国仿制型号为“歼击—7”），装备国家近40个，并计划使用到下个世纪初。
米格—21有如此“旺盛”之生命力，得益于它完美的原始设计和坚持不懈的改进改型。
米格—21是一种气动外形良好的轻型单座单发战斗机，采用机头进气及带平尾的正常气动布局三角机翼设计。机身采用“面积律”蜂腰形式，机尾安装一台P—11型喷气发动机。米格—21的雷达天线安装在进气口中央的可调节锥体内，进气道前缘很薄，适应了二倍以上音速的高速飞行，气泡形座舱盖的后部带有长长的背脊，并一直延伸到垂尾。
米格—21的改型多达20～30种，主要有：米格—21 首批投产型，仅带2门37毫米机炮，不能挂导弹。
米格—21] 装P—11]—300发动机，带1门30毫米机炮及两枚红外制导的K—13型空对空导弹（“环礁”），是一种昼间战斗机。
米格—21C^ 发动机推力提高，是标准的全天候战斗机，取消机炮，挂2～4枚空对空导弹。由于雷达天线放大，进气锥直径扩大40％，并采用了喷气襟翼增升装置。
米格—21C^M 改装PC21M雷达，可发射K—13或K—5型空对空导弹，恢复安装2门机炮，口径23毫米，外形上背脊加高，内有马蹄形油箱，增加了航程。
米格—21P 用C]XH型改装的照相侦察型。
米格—21VTF或C]V 双座教练型。
米格—21]_ C]型的外销型号。
米格—21C]MA 多用途战斗机改型。
米格—21M 印度仿制的C]MA。
米格—21M] 多用途改型，1969年在苏军中服役。
米格—21P] 用M]型改装的侦察型。
米格—21CMT 1971年服役的新型号。
米格—21J
（比斯） 1976年以后出现的性能全面提高的多用途空战/对地攻击改型。
米格—21VC和VM 均为不同的教练型。
米格—21是苏军60年代主力机，最多时同时装备有2500余架，是冷战时代与美国F—104、法国幻影Ⅲ齐名的三大对抗机型之一。
米格—21与西方同类飞机相比，结构简单，构造轻巧，在不断换装新型电子装置和武器系统而导致总重增加的同时，巧妙地通过扩大机翼面积和发动机推力，使全机推力重量比和翼载荷不变，维持了应有的飞行性能。米格—21最典型的作战武器是一门机炮加2枚空对空导弹（中央机腹下另可挂一具副油箱），因此基本上属于近程截击机。
米格—21低空性能逊于高空性能，而且航程偏小，不适于对地攻击作战。
在60至80年代几次局部战争中，都有米格—21的身影，使用频度较高。
中国仿制的米格—21发展了歼—7Ⅰ、歼—7Ⅱ、歼—7Ⅲ，歼教—7、歼—7A、歼—7B和歼—7M等多种改型，是中国的主战机型，具有机动性好，近战火力强，维护方便等优点。
米格—21的世界性改良计划正在几个国家中进行，准备延寿使用至下一世纪初。
米格—21的西方绰号是“鱼窝”。
米高扬设计局与苏霍伊设计局开展竞争
50 年代初，苏联第二代喷气歼击机米格-19 开始取代第一代喷气歼击机米格-17，米格-19 的最大速度略超过音速。在涉足超音速领域后，苏联设计师很快就认识到，必须为飞机探索新的气动外形和新的机翼形状。
1953 年夏天，苏联部长会议作出决议，要求歼击机设计局研制速度更高的超音速歼击机，设计工作在米高扬设计局和苏霍伊设计局同时开始，它们的设计都是以中央航空流体动力研究院的研究成果为基础，布局也相似，采用长长的香烟状机身，机头圆形进气道，进气道内有中心进气锥，进气道下装雷达瞄准具天线。机翼采用两种外形：后掠翼和小展弦比三角翼。
米高扬设计局的设计
米高扬设计局搞了四种设计方案：装 AM-11 发动机的后掠翼歼击机 E-1，装米格-19 的 AM-9B 发动机的后掠翼歼击机 E-2，与 E-1 的区别在干 E-2 的机身后部有腹鳍，还装分段式前缘襟翼；装 AM-11 发动机的三角翼歼击机 E-5 和装 AM-9 发动机的三角翼歼击机 E-4。上述方案均采用后掠尾翼，全动平尾，向前打开的座舱盖。在飞行员弹射跳伞时，座舱盖保护飞行员不受高速气流的伤害。
由于米库林设计局不能在预定时间内把 AM-11 研制出来，所以只有后掠翼的 E-2 和三角器的 E-4 进入试飞阶段。
1955 年 2 月 14 日 E-2 首飞，起飞重量 5,334 千克、空重 3,687 千克、装两门 NR-30 机炮于中机身下部，另外还可带两组火箭弹（每组 8 枚）。双梁式机翼在 1/4 弦线的后掠角为 55 o ，装有开缝襟翼和前缘襟翼，座舱前风档玻璃有电防冰器，机身内有四个油箱，机身下有一个外挂副油
箱、E-2 的最大速度达 1,920 公里/小时，实用升限 19,000 米。
1955 年 2 月 14 日 E-2 首飞
同年 6 月 16 日，三角翼 E-4 首飞。该机装 AM-9B 发动机的改型 RD-9I，试飞结果不能令人满意，最大速度仅达到 1296 公里/小时，实用升限 16,400 米。
同年 6 月 16 日，三角翼 E-4 首飞
面对苏霍伊设计局的竞争，米高扬设计局边制造 E-2 和 E-4 原型试飞机，边对它们进行改进。1955 年制成 E-2A 歼击机，该机装 RD-11 发动机（AM-11 的新代号），保留了两门 NR-30 机炮，四个机身油箱的总油量 1,890 升，外挂油箱 400 升，机载设备包括 RSIU-4 无线电台、“VARII-I”应答器、ARK 无线电罗盘、MRP-48P 无线电信标接收机和“SYRENA-2”照射告警系统。该机全套机载设备成为“E”系列轻型歼击机的标准设备。
在 E-2 首飞一年之后，1956 年 2 月 17 日，E-2A 首次飞行。由于发动机重量增加，E-2A 比 E-2 几乎重一倍，起飞重量 6,250 千克，空机重 4,340 千克，因此 E-2A 的速度反而比 E-2 低一些，最大速度为 1,900 公里/小时，升限下降到 18,000 米、尽管如此，设计局在继续试飞的同时为批生产作准备，飞机代号定为米格-23，所以早在 1956 年就出现了米格-23 这一代号。但是，目前人们所熟悉的米格-23 歼击机不是指的这种型别，而指的 1963 年设计、70 年代初投入使用的变后掠翼歼击机。
修改后的 E-4，机翼有 3 个翼刀
1955 年，E-4 在试验过程中不断修改，取消翼下的一个大翼刀，发动机由 RD-9I 型改为 RD-9E。修改后的 E-4 于 1956 年 9 月 5 日首飞。1955 年在 E-4 试飞过程中就为制造另一架飞机奠定了基础，人们认为这是第二架 E-4，实际上却是按另一个三角翼歼击机方案 E-5 制造的。该机一开始就装修改过的机翼，机翼前缘后掠角为 57 o ，上表面装三个小翼刀。这架 E-5 装 AM-11 发动机于 1956 年 9 月 1 日首次飞行，试飞结果表明，该机飞行性能良好，三角翼歼击机首次速度达到 1,970 公里/小时，实用升限达到 17,600 米，爬升速度比 E-2 高得多，在 16 分钟内可爬升到 5,000 米、起飞重量不大，仅 4,443 千克。在试飞阶段，设计师、试飞员和军方人士均相信，E-5 定会很快投入批生产，并在试飞阶段就正式定名为米格-21，然而他们高兴得太早，该机又进行长达 3 年修改、试验，再修改再试验，才送到批生产工厂。
这架 E-5 装 AM-11 发动机于 1956 年 9 月 1 日首次飞行
苏霍伊设计局的设计
苏霍伊设计局也同时搞 4 种方案：后掠翼歼击机 S-1，三角翼歼击机 S-3，后掠翼截击机 T-1，三角翼截击机 T-3。4 种飞机均采用一台留里卡设计局的 AL-7 涡轮喷气发动机。但是 S-3 和 T-1 的设计工作最后没有完成，而集中力量搞 T-3 和 S-1。这两种设计的重量较米格飞机重量大，但发动机的推力也大。这两种飞机的机身和尾翼基本结构相同，不同的是机翼和进气道。
T-3 和 S-1 的设计工作进展十分顺利，1956 年 5 月 26 日第一架三角翼 T-3 首次飞行，装加力式发动机 AL-7F 的 T-3 试飞结果令人满意，最大速度 2,100 公里/小时，实用升限 18,000 米，爬升到 10,000 米高度用 2.3 分钟。该机为截击机，不仅装机炮，还装由机载雷达控制的导弹武器。
把任务不同的飞机拿来比较是不合适的，这里不把 E-5 轻型歼击机和 T-3 截击机相比。值得注意的是，E-2、E-5、S-1 和 T-3 都是根据 1953 年的部长会议决议研制的，正是在这个时候开始了三角翼和后掠翼气动力性能的“较量”，这方面的研究工作虽然早就开始了，但即本上是用模型作试验。1955 年~1956 年开始的 E-2、E-5、S-1 和 T-2 试验机试飞成为推动苏联飞机制造业和歼击机发展的新动力。
| 米高扬设计局实验型歼击机的飞行战术性能 | |||||
| 型号 | E-2 | E-2A | E-4 | E-5 | E-50-2 |
| 出厂日期 | 1955 | 1956 | 1955 | 1956 | 1956 |
| 发动机型号 | AM-9B | RD-11 | RD-9B | RD-11 | RD-11 |
| 推力（千牛） | 3,250 | 3,800 | 3,250 | 3,800 | 3,800 |
| 全长（不含空速管）（米） | 13.23 | 13.23 | - | - | 13.625 |
| 翼展（米） | 8.109 | 8.109 | 7.749 | 7.749 | 8.109 |
| 翼面积（米 2 ） | 21 | 21 | 16.21 | 16.21 | 21 |
| 空重（千克） | 3,687 | 4,540 | - | - | - |
| 起飞重量（千克） | 5,334 | 6,250 | 3,500 | 4,443 | 8,500 |
| 最大速度（公里/小时） | 1,920 | 1,900 | 1,296 | 1,970 | 2,460 |
| 实用升限（米） | 19,000 | 18,000 | 16,400 | 17,650 | 25,600（动升限） |
| 航程（公里） | - | 2,000 | 1,120 | 1,330 | 450 |
| 爬升时间/高度（分/米） | - | 7.3/10,000 | 1.6/5000 | 1.6/5000 | 6.7/10,000 |
| 起飞滑跑距离（米） | 700 | - | - | 730 | 900 |
| 着陆滑跑距离（米） | 800 | - | - | 890 | 860 |
| 武器 | 2XNR-30 机炮 | 2XNR-30 机炮 | 2XNR-30 机炮 | 2XNR-30 机炮 | 2XNR-30 机炮 |
采用组合动力装置的试验
E 型系列飞机的研制和试验表明，可以研制出速度达到 2,000 公里/小时或可超过这一速度的作战飞机。然而，飞机在攻击目标时的瞬时速度超过最大速度的想法对设计师更具吸引力，米高扬设计局设计师决定在飞机上采用由主涡轮喷气发动机和火箭加速器组成的组合式动力装置，来提高飞机的瞬时速度。
E-50 的外观与 E-2 很相似
E-50 单座超音速歼击机的设计工作从 1954 年开始，并与 E-2、E-4 和 E-5 的设计同时进行。E-50 的外观与 E-2 很相似，机翼后掠角 55 o ，带翼刀，无前缘襟翼。座舱盖、平尾和垂尾与 E-2 的相同。该机采用 RD-9E 作主发动机，S-155 液体火箭发动机作为火箭加速器，装于垂尾根部，其尾喷口位于方向舵下方。燃油系统包括涡轮喷气发动机的三个煤油箱和火箭加速器的三组能源箱（每组包含燃料箱、氧气箱和过氧化氢箱）。专门设计的空气系统为液体火箭发动机的起动控制和燃料及氧化剂的供应提供保障。该机采用耐氧化材料和涂料。
该机采用 RD-9E 作主发动机，S-155 液体火箭发动机作为火箭加速器，装于垂尾根部，其尾喷口位于方向舵下方
E-50 的武器是两门 NR-30 机炮，主要机载设备包括无线电测距器、敌我识别器、RSIU-3M 无线电台、ARK-5 无线电罗盘、MPH．48H无线电信标接收机。
1955 年底第一架试验机 E-50-1 制造完毕，1956 年 1 月 9 日完成首次飞行，从此开始了工厂试飞，直到 7 月 14 日结束，其间只试飞了 18 次。在 6 月 8 日一次试飞中才首次打开液体火箭发动机（在 9,000 米高度）工作了 11 秒钟。在一次飞行中，主发动机停车，飞行员被迫在机场外着陆，在着陆时飞机毁坏了，试飞也因此而中断。
E-50 打开液体火箭发动机飞行
第二架试验机 E-50-2 于 1957 年 6 月 17 日打开液体火箭发动机，飞行高度达到 25,600 米，就是在这次飞行中发现了飞行密闭服的缺陷。这架飞机在打开液体火箭发动机时，速度曾达到 2,460 公里/小时。该机也实现了开火箭发动机起飞。E-50-1 没有装武器，只装部分设备，E-50-2 装全套设备，主要试验是在这架飞机上作的。装组合动力装置时的飞行重量增加到 8,500 千克。由于必须装火箭加速器的燃料和氧化剂，不得不减少主发动机的燃油贮量，因此 E-50 的航程仅 450 公里。爬升 1 万米用 6.7 分钟，爬升 2 万米用 9.4 分。
第 3 架试验机 E-50-3 在结构上与前两架有些不同，机身加长约 0.4 米，而飞机总长度增加逾 1.2 米。在试飞后期的一次飞行中发生了爆炸，炸坏了尾部，飞行员在弹射跳伞时牺牲了。
第 3 架试验机 E-50-3 在结构上与前两架有些不同，机身加长约 0.4 米
试验机达到的高度和速度性能就当时的苏联航空技术来说是很高的，但是设计师仍继续改进 E-50。两架试验机失事，促使设计师以提高飞机可靠性为目标，重新设计飞机结构。应指出，E-50 的改进型 E-50A 的设计工作早在 1956 年就着手了。在 E-2A 飞机的基础上进行设计，保留了该机的 RD-11 涡轮喷气发动机，加装了 S-155 液体火箭发动机，机身是 E-2A 的，垂直安定面是 E-50 的。垂直安定面内装火箭加速器和过氧化氢容器。
此外，还加长了用于清洁发动机短舱的引射管。E-50A 的机翼、平尾、座舱盖和起落架均与 E-2A 的相同。但主发动机的油箱由 7 个减到 5 个。液体火箭发动机的供油与控制系统与 E-50 的不相同，装在机身下的整流罩内，同时减少了燃料箱的数量。
E-50A 在高尔基城的航空工厂制造（当时曾规划要制造一批 E-50A 试验机），曾冠以代号米格-23 的 E-2A 就是在这家工厂制造的。E-50A 的批生产型打算称为米格-23U（U 表示装火箭加速器）。十分遗憾，这种飞机到底生产出来没有，现在没有掌握确切的资料。
50 年代末，设计师们认识到，采用组合动力装置并不是提高飞行速度和高度的最佳措施。在其他歼击机设计局也进行过类似的试验。雅可福列夫设计局装组合动力装置的雅克-27B 的飞行以失败告终；苏霍伊设计局在研制苏-9 截击机时，最初拟采用液体火箭辅助发动机方案，但刚开始研制不久，便改为发展只装普通涡喷发动机的飞机。在制造和试验组合式动力装置歼击机方面，米高扬设计局的经验最丰富，从 1957 年至 1959 年底，试验了 SM-50、SM-51、SM-52 和 SM-12LMU 等四种在米格-19 基础上制造的飞机，但没有一种投入批生产，但 SM-51 制造了少量。该机是米格-19L 装火箭加速器的改型米格-19LU，火箭加速器装于机身下面。
后掠翼轻型超音速歼击机的试验工作进行到 E-50 试验机就结束了。从 1958 年开始，米高扬设计局全力改进三角翼轻型超音速歼击机。
米格-21 与米格-21F
1957 年底．前线歼击机 E-5 已正式命名为米格-21，其主要的飞行试验业已完成，而带后掠翼的类似试验机 E-2A 的试验工作实际已经停止，已制成的几架 E-2A 型飞机主要用作飞行试验台。不过，E-5（米格-21）并未立即投入成批生产，E-5 的试验机继续试验。1958 年 5 月，E-5 试验机的试验全部结束。主要试验了 M<1.85、飞行高度 18,000 米的三角翼歼击机的气动力特性。不久前，用 E-4 试验机试验了尾旋和 M<1.45 的气动力特性。E-5 试验机总共试飞了 98 次，E-4 试飞了 100 多次，而带后掠翼的试验机 E-2 和 E-2A 则试飞了 250 次。
1957 年底，研制成功了带加力燃烧室的 AM-11 型发动机，称为 37F。其最大推力 3,880 千牛，加力推力 5,740 千牛。有关方面当即决定把这种发动机装在米格-21 飞机上，为此对飞机作了改进，称为 E-6（米格-21F）。这种新改型飞机与 E-5 相比，不仅是改装了新型发动机 37F（后命名为R-11F300），而目前机身的气动外形也作了改进，即采用了薄的进气道唇缘和双波系进气调节锥。当飞机的飞行速度逐步增大时，进气调节锥向前移动以调节发动机的进口气压。不过和 E-5 的情况一样，这种调节不是连续式的．而只是两级调节，即 M1.4-1.5 为一级，M1.9 为第二级。此外，飞机的水平尾翼略向下移，机上装了一些新的设备，翼下还增装了火箭挂架。
1958 年 5 月，改型歼击机的第一架试验机 E-6-1开始工厂试飞，5 月 2 日由试飞员 V.A.聂菲多夫驾驶飞机从飞行研究院机场首次离地升空。这架飞机在进行第 7 次试飞时，在 18,000 米高空，发动机突然停车，飞机飞行高度急剧下降，聂菲多夫也几次试图启动发动机，但终未成功。飞机迫降时起火．试飞员因此而丧生。聂菲多夫作为研制和改进米格-21 丧生的第一位试飞员而载入史册。
1958 年 5 月，改型歼击机的第一架试验机 E-6-1开始工厂试飞
这次事故的原因很快就查清了，是由于迫降过程中液压系统失灵、电动操纵系统又未能启动而造成的。根据米高扬的副手别利亚科关（现任米高扬设计局局长）的建议，在第二架试验机 E-6-2 上，采用了复式液压系统，把电动系统拆掉。
第 2 架试验机 E-6-2 于 1958 年 9 月开始工厂试飞，9 月 15 日完成了首飞。K.K.科克基纳基取代了 V.A.聂菲多夫负责对飞机的试飞。试飞 15 次后，于 11 月飞机转场至克拉斯诺沃茨克继续试飞。按工厂试飞大纲，飞机共试飞 46 次，在这期间，更换了三台发动机。
12 月，第三架试验机 E-6-3，亦称米格-21F 也到达克拉斯诺沃茨克，用于武器系统的试验。E-6 机型共完成 61 次工厂试飞，可以确定米格-21F 的主要飞行性能，在 15,300 米高空飞机的最大平飞速度为 2,100 公里/小时（M=1.97）。
试飞总结报告指出，如果取消 M2.05 的速度限制，飞机的最大飞行速度还会更大。飞机从 M1.24 加速到 M1.97 所需时间为 160 秒，最大升限 20,700 米，开加力飞机以 505 秒钟可爬升到最大升限。发动机最大推力状态下的实用升限为 14,500 米，不带副油箱的航程为 1,800 公里。机上装两门 NR-30 机炮，各备 30 发炮弹，左右翼下还可挂 UB-16-57U 火箭发射器，装 S-5M（ARS-57M）空空火箭弹或 S-5K（KARS-57）空地火箭弹。翼下挂架也可挂更大型火箭弹 ARS-240 或两颗 50~500 千克炸弹或燃烧弹。
飞机装有 SK 应急弹射救生系统，飞行员弹离飞机后，座舱盖将保护飞行员免受迎面气流的伤害。E-6 飞机具有良好的稳定性和操纵性，根据试飞员科克基纳基的意见，部队的飞行员完全可以驾驶米格-21F 飞机。在国家验收委员会尚未作出投产决定之前，莫斯科“劳动旗帜”厂和高尔基城飞机制造厂就开始了飞机投产的各项准备工作。
第一批生产型米格-21F，工厂代号为 E-6T 或 72 号机，在 1959 年共生产了 30 架
第一批生产型米格-21F，工厂代号为 E-6T 或 72 号机，在 1959 年共生产了 30 架，1960 年高尔基城工厂生产了 69 架，此后随即停产，而改生产新改型机米格-21F-13 或称 74 号机。
米格-21F-13
米格-21F-13 翼下改挂两枚 K-13（R-3S）空空导弹，为此，机上的左侧机炮去掉。这种 K-13 导弹是 50 年代中期完全按美国“响尾蛇”导弹仿制的，并在米格-19 飞机的几种改型上试射成功，成为这些飞机的制式武器。
1959 年，几架 E-6T 试验机同时进行试飞，第二架试验机 E-6T-2 则着手研究翼尖带 K-13导弹的技术，为此机翼平面形状略有修改，从机翼中部到翼尖部分的前缘后掠角从 57 o 减小到 48 o ，翼尖还切去一段。装上导弹发射架 APU-13。这种至今仍采用的带弹方案，苏联从 1960 年 9 月到 1961
年 4 月，在 E-6T-2 上进行广泛研究，但设计师并未决定把这种翼尖带弹方案用于米格-21F-13 上。
1960 年，高尔基城工厂的米格-21F 的生产线改产米格-21F-13，当年就生产了 132 架，1961 年生产 272 架，1962 年生产 202 架。1960 年，莫斯科的“劳动旗帜”厂也开始生产米格-21F-13，但 1962 年，这种飞机在两家工厂就停产了，以便改产新的改型机。
苏联生产的米格-21F-13 部分卖给了波兰、捷克、东德和中国，而且对销往捷克和中国的作了一些更改。这种机型也出口到阿拉伯国家，并参加了 1967 年夏季的阿以战争。
歼-7 早期型
以色列缴获了这种飞机，然后作了全面摸底试验，以方试飞员对飞机的操纵特性作了高度评价，美国飞行员在试飞后也作了同样评价。
收藏在以色列空军博物馆的 MiG-21FL，此种型别是以色列继 MiG-21F-13 之后获得的型号
通常，在改进一架飞机的作战性能时，操纵特性全变坏，而米格-21 的设计师们始终注意改善飞机的操纵性。当米格-21F-13 投入成批生产后，就利用第三架试验机 E-6T-3，在其机头两侧装上全动鸭式平尾。但结果不甚理想，这种改型未能投产。不过在 E-6T 的基础上作了其他一些改进，形成了一些新的机型。
当米格-21F-13 投入成批生产后，就利用第三架试验机 E-6T-3，在其机头两侧装上全动鸭式平尾
E-6 一诞生就获得了国际航空联合会的正式命名——E-66，它由设计局试飞员 G.K.莫索洛夫驾驶，于 1959 年 10 月 31 日，在 15~25 公里的直线航线中创造了 2,358 公里/小时的世界速度纪录。另一架改型机 E-66A，座舱之后增加了辅助燃油箱，机身下加挂了火箭加速器，仍由莫索洛夫驾驶，于 1961 年 4 月 28 日创造了 34,714 米的世界飞行高度纪录。
从米格-21F-13 到米格-21P 截击改型
在批生产的米格-21F-13 的基础上，制成了几架满足不同用途的飞行试验平台。1963 年夏，两架 E-6B 试验机中的第一架开始试飞，这种飞机用于研究飞机以 16 o- 18 o 迎角着陆的可能性，在使用中，飞机的着陆迎角一般限制在 10 o -11 o 以内。
E-6B 与批生产型机的差别在于，前者采用了非后退式襟翼，机尾下部装上了带滚轮的护尾减震座，去掉了机上原装有的附面层吹除系统。在 1963 年 7、8 两月，E-6B 进行了多次试飞，证明在大迎角着陆时，飞机的纵向稳定裕度很小，而且视界很差，增大了驾驶困难，因此对飞行员要进行专门训练，相比之下，其难度大于采用附面层吹除系统的着陆技术。
60 年代初，在 E-6T-3 试验机上还试装了前置平尾，在机头两侧装上了小型全动式梯形平尾，从试验中获得的稳定性、操纵性和起飞着陆性能数据，为后来许多试验机的设计都提供了帮助。
成批生产的米格-21F-13 具有一个根本性弱点——飞机本身不能远距发现目标。在执行截击任务时，需要有地面的引导，或者，当目标较近时，由飞行员自已目视发现目标。机上的 SRD-5D 雷达测距器和 ASP-5ND 自动瞄准具只能测量目标距离，即确定发射 R-3S（K-13）空空导弹的时机。如果飞机装上多功能雷达，其作战性能会大大提高，因此，米格-21F 一投产，设计局就开始设计新改型米格-21P 截击型（E－7），机上装了苏-9 截击机采用的 UL-30T 雷达。
米格-21F 一投产，设计局就开始设计新改型米格-21P 截击型（E－7），机上装了苏-9 截击机采用的 UL-30T 雷达
在米格机上这种雷达称为 RP-21，由于雷达天线较大，为此，飞机机头加粗。60 年代中期，已有三架米格-21P 试验机投入试飞。第一架 E-7-1 于 1958 年首飞上天，而第二架 E-7-2 则于 1960 年 1 月完成首飞。这种机型的机炮去掉了，仅备两枚 K-13 空空导弹。
E-7 仍采用 SK 型弹射座椅。机上装了“大气-1”型指挥系统的“蓝天”型机载接收机，这样，飞机可借助机载雷达在其作用范围内自动搜索目标，也可由地面引导搜索目标、由于去掉了机炮，尽管机头结构改变并新装设备，飞机的起飞重量并未改变，飞机带两枚 K-13 导弹，带 2,380 升燃油，其起飞重量为 7,400 公斤。飞行性能没有改变，但试飞中发现，其作战半径不足，而且雷达的作用距离也不够。
设计师们设法增大载油量。还在 1961 年，为了用米格-21F-13 的第一架试验机 E-6T-1 创造世界飞行高度纪录，飞机换装了推力更大的 R-11F2-300 发动机，机身腹部增装了液体助推火箭 U-21，为此，把座舱管的背鳍加大，内增装一个 170 升的燃油箱。试飞之后，决定把新型发动机和背鳍油箱两项技术用于米格-21P 的改进型。这样，在 1962 年出现了装 R-11F2-300 发动机和 RP-21 雷达的新型飞机米格-21PF（E7M），并于 8、9 两月完成了工厂试飞。
在 1962 年出现了装 R-11F2-300 发动机和 RP-21 雷达的新型飞机米格-21PF
越南人民军空军司令部顾问——苏联退伍空军少将 M.H.菲辛科提供了如下数字：在 1966 年前 4 个月空战中，美机被击落 11 架．越南损失为米格-17 机 9 架；5~12 月，米格-21 参战，美方损失 47 架飞机，越方仅损失 12 架。
米格-21PF、PFS 和 PFM 等截击机大量生产，1964~1965 年，米格-21PFM 由高尔基城工厂生产，1966~1968 年，其出口型则由莫斯科”劳动旗帜“厂生产。这几种型别在被更先进的米格型机替换下来以前，在许多国家服役了 10 多年。
米格-21 的全天侯侦察型问世
飞机设计师通常采用两种途径研制侦察机：研制全新侦察机，或是在已有的批生产机的基础上改进。从研制周期和节省费用来看，后者比前者为好。
60 年代初期，苏联也面临了这一选择。当时，苏联的战术侦察机 IL-28R、Yak-27R 和少量的米格-19R 都已落后。米格-21 的设计师们提出了这一想法，并得到军方支持，于是着手在歼击机的基础上研制超音速全天候战术侦察机。
第一种侦察型在带附面层吹除系统的批生产型米格-21PF 的基础上改进，侦察型原型机 E-7-8 与米格-21PF 型几乎没什么差别，只是垂尾介质翼尖形状有细小改变，为了便于安装新设备的天线，在两翼尖上，装上了小型雪茄形整流罩。机身腹部增加流线型设各舱，翼下原武器挂架上增加了两个 490 升的副油箱。在这种状态下飞机进行了试飞，尽管增加了两个副油箱，但活动半径仍然不够。
设计师们不得不另寻解决办法，把座舱后至垂尾的背鳍加粗，其内增装了一个 340 升的燃油箱。这一办法很好，因为飞机迎风面积并不增加，且全部设备部装人机体，机内带油量增加到 2,800 升。
带 R 吊舱的米格-21R
由于米格-21PFM（94 号机）新型截击机投产，侦察型就在新型机基础上做工作，这时，垂尾见面积加大，改用向右开启的座舱盖和 KM-1 弹射座椅。全套设备均沿用米格-21PFM 的。这样，起飞重量增至 8,100 千克，由于重量增大和有外挂，飞机在 13,000 米高度的最大平飞速度下降到 1,700 公里/小时，但仍然很高。升限降至 15,100 米，不带副油箱航程 1,130 公里，带副油箱航程 1,600 公里。侦察型机以此状态投产，代号米格-21R（“94”R 号机），1965~1971 年一直由高尔基城工厂生产。
侦察型的动力装置初期与截击型完全一样，即采用 R-11F2S-300 型发动机，后来与歼击型一样，对发动机作了改进。
侦察型的武器装备为两枚 R-3S 近距导弹或两个 UB-16-57（UB-32）火箭发射器，为攻击地面目标，亦可带 S-24 型火箭或两枚炸弹。两个副油箱通常挂于两侧挂架，为增大续航时间，两个内侧挂架通常卸去。
米格-21R 型机可挂 R 和 D 型吊舱，两者内装设备不同。米格-21R 是苏空军装备的第一批除装备光学侦察设备外，还装有电子侦察设备的侦察机之一。
R 型机外销许多国家，埃及空军对 R 型又作了改进，于机身腹部装上了航空照相机，外盖带透明窗孔的整流罩。
在 70 年代中至 80 年代初，西方各航空报刊经常报道苏联米格-21 比斯歼击机，当然也把它与美国的 F-16 战斗机进行比较，画出了许许多多的曲线和其他图表，西方观察家们借此以证明 F-16 优于米格-21 比斯。
不过，西方专家们所进行的这种比较是不公平的，要知道，F-16 是第四代战斗机早期的代表机种，而米格-21 则属于第三代后期的战斗机。
| 米格-21 早期 4 种批生产型的技术数据和性能 | ||||
| 型号 | 米格-21F | 米格-21F-13 | 米格-21PF | 米格-21PFM |
| 投产时间 | 1958 年 | 1959 年 | 1960 年 | 1963 年 |
| 动力装置 | R-11F-300 | R-11F-300 | R-11F2-300 | R-11F2S-300 |
| 额定推力/加力推力（千牛） | 3,880/5,740 | 3,880/5,740 | 3,950/6,120 | 3,950/6,175 |
| 机长（含空速管）（米） | 15.76 | 15.76 | 14.5 | 14.5 |
| 翼展（米） | 7.154 | 7.154 | 7.154 | 7.154 |
| 机高（米） | 4.10 | 4.10 | 4.125 | 4.125 |
| 翼面积（米 2 ） | 23.0 | 23.0 | 23.0 | 23.0 |
| 空重（千克） | 4,819 | 4,871 | - | - |
| 正常起飞重量（千克） | 6,850 | 7,100 | 7,750 | 7,820 |
| 最大起飞重量（千克） | ||||
| 带副油箱 | 7,320 | 7,570 | 8,770 | 9,080 |
| 带 FAB-500 炸弹 | 8,376 | 8,376 | - | - |
| 最大允许飞行速度 | ||||
| 带 R-3S（K-13）导弹， 不带副油箱（公里/小时） | ||||
| 5,000 米 | 1,100 | 1,100 | 1,100 | 1,100 |
| 12,500 米 | 2,175 | 2,175 | 2,175 | 2,230 |
| 爬高时间（分）/高度 | 7.5/18,500 米 | 13.5/19,000 米（带导弹） | 8.0/18,500 米（不带导弹） | - |
| 实用升限（米） | 19,000 | 19,000 | 19,000 | 19,000 |
| 最大航程（带 R-3S 导弹 和副油箱）（公里） | - | 1,580 | 1,900 | 1,670 |
| 起飞滑跑距离（米） | 900 | 900 | 900 | 900 |
| 着陆滑跑距离（开阻力伞）（米） | 800 | 900 | 850 | 950 |
| 武器装备 | ||||
| 机炮 | 2XNR-30（2X30 发） | 1XNR-30（1X30 发） | - | Gsh-23（装于 GP-9 炮舱） |
| 导弹或火箭 | 16XS-5M/S-5K | 2XR-3S | 2XR-3S | 2XR-3S |
| 炸弹（千克） | 2X500 | 2X500 | 2X500 | 2X500 |
米格-21 的教练型
世界所有著名的批生产型战斗机都有自己的双座教练型，米格-21 也不例外。
60 年代初，苏联各航校和部队主要使用的教练机仍然是已经落后的乌米格-15，尽管在亚音速区它可靠并易于驾驶，但它只能作为改装超音速歼击机的过渡机种。因此，当米格-21F 一投产，米高扬设计局即开始研制它的教练型。
从外观看，教练型除采用双座座舱和空速管移至进气口上部外，其余和作战型几乎无差别。教练型仍装 R-11F-300 发动机，采用 SK 型弹射座椅。飞机带油 1,950 干克，武器为一挺 12.7 毫米机枪。每一座舱都有独立的向右开启的舱盖。
第一架双座型机 E-6U-1 于 1960 年秋开始工厂试飞，10 月 17 日，由 L.莫斯塔宾柯驾驶完成首飞，调整试飞花了不到一年时间。1962 年，第比利斯飞机厂开始成批生产米格-21U（66 号机）。
芬兰空军的 MiG-21U，特征是较窄的垂尾
随着作战型机的改进，其教练型亦跟随改进。1966 年，第比利斯飞机厂开始交付米格-21US（68 号机），改装 R-11F2S-300 型发动机，采用附面层吹除装置，KM-1M 型弹射座椅，垂尾面积加大（后期的 66 号机垂尾面积亦加大）。在米格-21US 的生产中，在其后座舱盖上又增装了光学反光镜装置，以改善后舱飞行员在起飞着陆时的前视界。68 号机的载油量增大至 2,030 千克。
MiG-21US
1971 年，米格-21UM（69 号机）投产，机上安装了 AP-155 自动驾驶仪和 ASP-PFD 瞄准具。垂尾根部背鳍整流罩上安装了 R-832 无线电台的天线。该型机同样由第比利斯厂生产。
MiG-21UM，垂尾根部背鳍整流罩上安装了 R-832 无线电台的天线
双座型机具有很好的飞行性能，其速度和操纵特性并不次于单座作战型，双座型的一架试验机（国际航联登记名称为 E-33）创造了一系列世界女子飞行纪录。1965 年 5 月，H.普罗哈诺娃飞出了 24,336 米高的动升限（全世界至今尚无其他女子飞到这一高度）。一个月后，L.扎伊策娃又创造了 19,020 米的世界平飞高度纪录。
1974 年，S. 沙滨茨卡娅在两次飞行中创下了四项爬高世界纪录。同一年秋，她在经减载改装（卸去武器和部分设备）并增装两台固体燃料助推火箭、以增大加速起始段的爬高角度的双座型机上，又破了自己创下的世界纪录。这架飞机国际航联的登记名称是 E-66B。
米格-21 教练型在华沙条约各国空军使用了 20 多年．还交付给使用米格-21 型飞机的许多国家、1964~1968 年，莫斯科“劳动旗帜”厂生产了 66 号机的出口型，而 1966~1970 年，第比利斯厂则生产米格-US 的出口型（68A 号机）。
米格-21UM 亦由第比利斯厂生产，其出口型与基本型几乎无差别，交付给不少国家。
培训飞行员是教练型机的主要任务，但不是它唯一的任务，捷克斯洛伐克就把这种飞机改装成弹射救生系统的空中试验台，后座舱可观查高速下的弹射过程并对其进行拍照。
E-8 改型
一般来说，要改进一架飞机的性能，设计局总是从多方面着手，E-8 就是米格-21 的一种改进型。
尽管设计局证实这种改型是在米格-21PF 基础上改进而成的，但它和其他改型的差别十分明显，除机翼、尾翼和起落架仍保留原来的以外，其余部分都重新设计了。
对 E-8 原计划授予一个新代号——米格-23，它装用了一台新发动机——R-21F-300，最大推力 4,700 千牛，加力推力 7,200 千牛，发动机推力加大，加上飞机气动力性能改进，飞机的飞行特性和机动性从而得到改善。
机身结构全部重新设计，去掉了机头进气道，把它移至驾驶舱之下，为此，加大了停机角。进气口截面为六角形，外形接近于矩形。进气道由隔板分隔为两个气道，在发动机进气口前合井为一个。进气流由一个三波系垂直锲形块进行调节，其调节机构装在进气道隔板内。在进气道侧壁还设有放气门。
E-8
机头为卵锥形，内装“蓝宝石-21”雷达。当时，这种雷达尚未装在批生产的米格-21 飞机上。头锥顶部整流罩由介质材料制成，不过最为奇特之处是在机头安装了前置平尾，但无操纵机构。亚音速时，前置平尾处于随意偏转的风标状态；但超音速时，它固定于中立位置。前置平尾由随意偏转过渡到固定状态的过程是十分柔和的，因而不会给飞机的操纵造成任何困难。由于装上了前置平尾，飞机的升力系数，在 M=1.5 时，增大了一倍多；在 M=2 时，增大了一倍。当 M=2，H（高度）=15,000 米时，飞机的最大过载从 2.5g 增大到 5.1g，从而大大提高了飞机的机动性。在此之前，在原型机 E-6T-3 上对可操纵前置平尾的有效性已进行了充分试验。
最为奇特之处是在机头安装了前置平尾，但无操纵机构
E-8 的另一个特点是它安装了大面积的腹鳍，以提高方向安定性。同时也起着辅助垂尾的作用。飞机降落时，腹鳍向航向右侧折成水平状态；而当飞机起飞离地后，腹鳍即恢复到正常垂直状态。这一设计非常成功，以致后来用到了米格-23 飞机上。
米高扬设计局第一次在 E-8 上没有采用机身橡胶软油箱，而改用机身金属整体油箱。E-8 共采用 9 个金属整体油箱。其中 5 个机身油箱，4 个机翼油箱，总装油 3,200 升。
E-8 座舱盖亦不同于米格-21F-13 和米格-21PF
座舱盖亦不同于米格-21F-13 和米格-21PF，前风挡与舱盖断开，舱盖可向右打开，采用这种型式舱盖主要是为了便于安装 KM-1 型弹射座椅（从 94 号机以后的各种米格-21 改型均采用这种型式的舱盖）。在垂尾根部，在方向舵下，增设了雪茄形阻力伞舱（这种型式从米格-21PFS 就已采用）。平尾采用了批生产型的，机翼亦采用批生产型的，但增装了附面层吹除系统。发动机尾喷口可调。
E-8 原设计可带两枚 K-13（R-3S）导弹，但后来改带两枚更先进的 R-23 导弹、机上未装航炮。因此，E-8 仍是一种歼击机，只不过采用了新的气动力布局，飞机结构和设备也经过大量更改。
E-8 机从 1960 年开始设计，12 月完成气动外形和总体布局设计，1961 年 6 月气动外形得到批准，同年 9 月中旬，在机头舱中成功地布置了“蓝宝石”雷达。
1962 年 3 月 5 日，第一架原型机 E-8-1 从装配车间推至布可夫斯基试飞基地。当时仅有两台原型发动机，一台用于地面调试，一台用于试飞。
4 月 17 日，设计局首席试飞员 G.莫索洛夫驾机完成首飞。前四次试飞均未发生异常现象，但在第五次试飞中，在 8,000 米高空，发动机突然停车。从此，发动机经常出现不正常现象。在随后的六次试飞中，四次出现发动机停车。在飞完 25 次后，只好换上新运到的发动机。
三面图
9 月 11 日，在进行第 40 次试飞时，在飞行研究院机场东南 60 公里（茹可夫斯基城南 15 公里）处，发生了毁机事故。由于第六级压气机损坏，发动机开始喘振，最后发动机停车，飞机减速，井出现无法排除的侧向振动。接着，飞机失去控制，在 8,000 米高空，莫索洛夫以头如下的姿态弹离飞机，E-8 成了莫索洛夫试飞生涯中试飞的最后一个机型，他一生为米格-21 各型飞机的调试和试飞付出了巨大的劳动和努力。
当年夏天，第二架原型机 E-8-2 已完成了试飞前的各项准备。6 月 29 日，由 A.菲多托夫驾驶完成首飞，到 9 月 4 日，已完成了发动机调整、挂 K-13 导弹的飞行性能和对减稳装置抖振研究共进行 13 次试飞。由于第一架原型机失事，第二架原型机的试飞亦暂停。经过一段时间对各种异常现象分析研究后，加上缺少可靠的发动机，这一改进计划也就告终。
从 E-8 的试飞中获得了一些实用数据：飞机空重的 6,800 千克，飞行重量 8,000~8,200 千克，最大平飞速度 2,230 公里/小时（E-8-1 在 14,750 米高空）或 2,045 公里／小时（E-8-2 在 15,000 米高空），实用升限 20,300 米（E-8-1）或 19,650 米（E-8-2），加力起飞滑跑距离 835 米，开阻力伞的着陆滑跑距离 800~900 米。
“23-31”空中试验台
下一个改型机是“23-31”，有的报刊把它称为米格-21PD，但是叫这种型号的飞机从未有过，在 21 系列中，前者有时又叫 92 号机。“23-31”也是机型代号。23 系列有多种改型，“23-01”是装升力发动机的三角翼机，”23-11”是采用变后掠翼的歼击机，“23-31”则是对由两台 RD36-35 升力发动机构成的辅助动力装置进行调试的空中试验台。
P.柯列索夫设计局设计的升力发动机推力 2,350 千牛，用于改善飞机的起飞着陆也能。装升力发动机的原型飞机是在米格-21PFM 基础上改装而成的，机身加长了 1 米，并把座舱至尾翼一段加粗，内装升力发动机。两台升力发动机前后排列，但略向前倾。升力发动机舱顶部有舱盖，起飞着陆时舱盖打开，让空气流入升力发动机，腹部开有升力发动机排气的专用喷口。
“23-31”空中试验台
从机头到升力发动机舱的机身两侧下部，在机身蒙皮之外，铺有辅助操纵系统拉索。前起落架支柱之前装有遥测天线。这种飞机还有一特别的地方是起落架不可收上，这主要是起落架已无处可收，原收放主起落架机轮的地方，现已装上了升力发动机，故设计师们原本就没考虑把起落架设计成可收放的。
1966 年 6 月 16 日，由 P.斯塔宾柯驾驶，“23-31”型机完成首飞。奥斯塔宾柯和 B.莫尔洛夫一道，由此开始了对装升力发动机飞机的短距起落方法的实验研究。在取得了足够多的数据之后，从 1967 年 4 月起，奥斯塔宾柯开始试飞“23-01”原型机。
米洛-21I 相似机
在 21 系列中还有一个改型，即称为图-144“KR”的相似机。
米高扬设计局称为米格-21I 相似机（I 即模仿一字的缩写），也称它为“21-11”号相似机。这种试验机共制造两架，第一架试验机用于研究无尾翼飞机的驾驶技术，第二架则用于研究采用各种翼身融合体的新月形机翼的气动性能。
现存放在莫尼诺博物馆的 MiG-21I 2 号机
米格-21I 相似机是在米格-21S 基础上改制而成。采用对称翼型的薄机翼，其前缘锋利。平面形状为图-144 的翼型、机翼面积 41 米 2 （第二架试验机为 43 米 2 ），展弦比为 1.62。翼身融合体部分前缘后掠角 78 o ，机翼主体部分前缘后掠角为 55 o。 机翼上无增升装置，飞机的俯仰和横滚用襟副翼进行操纵。襟副翼沿机翼整个展向分布，共分四段。推拉驾驶杆时，四段襟副翼同时向上或向下偏转，当左右压驾驶杆时，两侧机翼上的襟副翼向彼此不同方向偏转。
第二架试验机与第一架有些不同，在飞行研究院试飞时，改变了它的翼身融合体形状。除装试了各种前缘后掠角的翼身融合体外，也装试了卵圆形前缘的翼身融合体。机翼也经过改装．可观察气流流向。飞机上装置了监测记录仪和高速摄影机。
MiG-21I 前视
1968 年试验机开始试飞，4 月 18 日，由设计局 O.古德科夫完成首飞。试飞工作一直延续到 1969 年底。试飞高度达到 19,000 米，速度由 212 公里/小时到 M=2.06。采用在机头或机尾装 290 千克配重的办法以改变飞机的重心位置。第二架试验机由飞行研究院的 N.伏尔克进行试飞。到 1969 年底已完成 140 次试飞，共 11 名试飞员参加，其中也包括图-144 的试飞员（Z.叶里亚依和 M.科日洛夫共试飞 8 次）。第一架试验机因操纵失误坠毁，第二架在完成试验任务后，被送往莫尼诺博物馆。
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