AA82276761 2014-11-17 02:38
米格-3戰鬥機
談起俄羅斯著名的米格飛機設計局，航空愛好者們一定不會感到陌生，因為幾乎自二戰以來所有的空戰中，都有這個以米高楊和格列維奇名字命名的飛機設計局的產品參與。60 多年來，米格-3、米格-15、米格-19、米格-21 等各型米格戰機在歷次戰爭中的出色表現為米格設計局在世界範圍內贏得了廣泛的聲譽，也使得“米格”成為了蘇聯戰鬥機的代名詞。然而人們對米格設計局的初期產品確知之甚少，本文介紹的就是米格家族的先輩們。
I-200（米格-1）戰鬥機
米格家族的第一個成員是米格-1 戰鬥機，在投入批量生產之前該機研製代號為I-200，該計劃最初是由波里卡爾波夫實驗設計局提出。尼古拉·波里卡爾波夫是前蘇聯著名的飛機設計師，曾經主持研製過多種戰鬥機，時任蘇聯第一飛機製造廠總設計師，當時該廠的主要產品是I-15 比斯和I-153 戰鬥機。在汲取了西班牙內戰期間的空戰經驗後，波里卡爾波夫認為應該為蘇聯空軍研製一種新型高速戰鬥機，接著他任命N·安德里亞諾夫進行新戰鬥機的設計準備工作，這種戰鬥機將裝備米庫林設計局的1,400 馬力的AM-37 新型水冷發動機，該機設計指標為7,000 米高度最大飛行速度670 千米/小時，升限13,000 米，爬升到5,000 米高度耗時4.6 分鐘，後來波里卡爾波夫還計劃為該機的發動機安裝渦輪增壓器以使其最大速度達到717 千米/小時。但是由於波里卡爾波夫本人當時正在全力進行I-180 戰鬥機的研製工作，加之I-200 被認為不夠先進，所以該機的研製工作一直進展緩慢。1939 年11 月，第一飛機廠停產已經過時的I-153 戰鬥機，由於新的生產任務尚未下達，加之該廠的領導不希望由政府高層決定該廠的命運，於是組織了一個生產委員會研究新型戰鬥機的生產問題。
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波里卡爾波夫
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I-180
在經過研究評估後，委員會選定了亞力克山德·雅科夫列夫的I-26 戰鬥機，很快第一架I-26 原型機便開始組裝，雅科夫列夫稱該機最大速度可以達到580 千米/小時，超過I-16 大約100 千米/小時。但是波里卡爾波夫卻力主研製一種比I-26 更先進、更快的戰鬥機，於是設計局很快做出了最終決定，即盡快完成安裝AM-37 發動機的新型戰鬥機的初步設計。12 月初，波里卡爾波夫新戰鬥機的初步設計基本完成並獲得了蘇聯空軍司令和航空工業人民委員會的認可。隨後該機被賦予I-200 的設計代號，為了能夠更好的完成該計劃，前蘇聯當局決定成立一個由米高揚領導的新設計局。
1939 年對於年輕的飛機設計師米高揚來說是忙碌的一年，這年年初他還僅僅是一位駐廠軍代表，僅過了三個月他就被任命為機動戰鬥機設計團隊的領導。1939 年5 月，由於“戰鬥機之王”波里卡爾波夫前往德國進行商務活動，於是米高揚開始代替波里卡爾波夫負責I-153 戰鬥機的大規模生產工作，同年11 月他被擢升為總設計師。儘管米高揚在第一飛機廠工作的兩年中表現十分出色，但是他獲得飛速提升的最主要原因並不在此，他那深得史達林信任的哥哥——蘇聯外貿部政委和蘇聯人民委員會副主席阿納斯塔斯·米高揚在其中起了很大的作用。新設計局成立後，擁有豐富設計經驗的格列維奇和羅莫丁成為了米高揚的副手。新設計局的所有人員都抽調自波里卡爾波夫設計局，這多少對波里卡爾波夫有些不公平，但波里卡爾波夫從德國回國後並未對此發表過異議。在他出國期間，I-200 的設計有了輕微的改動，為了改善縱向穩定性，機身長度有所增加，此外還增加了機翼油箱，飛機結構也由全金屬結構改為混合結構，但是總體上保持了波里卡爾波夫的氣動外形設計。
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米高揚
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格列維奇
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羅莫丁
回國後的波里卡爾波夫仍然十分關心他那被分成兩半的設計局，一回國便投入了研製I-185 戰鬥機計劃的工作中。由於設計團隊擁有在第一飛機廠的雄厚工業底子，I-185 戰鬥機的設計和模型製作進度大大超越了I-200 戰鬥機。而米格設計局的年輕設計師們在設計過程中則充分發揮了他們的創新精神，僅用了很少的時間就畫出了大量的圖紙。設計師與技師們在設計過程中密切合作，使得生產準備工作沒有拖延進度。不久，I-200 戰鬥機被命名為第61 號生產項目。
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AM-37
由於AM-37 發動機方案被放棄，I-200 的設計方案不得不進行了調整，被迫改裝尺寸與AM-37 發動機相同但功率減少200 馬力的AM-35A 發動機。1940 年1 月，該機的設計工作全部完成，整個研製計劃僅耗時3 個月，而競爭對手雅克福列夫設計局的方案卻花了8 個月時間，其他設計局則耗時更多。與此同時，I-200 的全尺寸模型也開始在中央流體動力研究院的T-101 風洞加速試驗。1940 年3 月31 日，第一架原型機出廠。
I-200 採用了混合結構，前機身由空心桁架焊接而成，採用硬鋁蒙皮。AM-35A 發動機在海平面高度時功率1,350 馬力，在6,000 米高空時功率為1,200 馬力。機身兩側分佈兩個水冷散熱器，座艙下有一個油散熱器。座艙的基本結構由空心桁架焊接而成，並通過三個螺栓固定在機身上。飛機的後機身是由松木翼樑和膠合板構成的木製硬殼式結構。
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I-200 後機身採用了木結構，比金屬結構中，但減少了戰略金屬的用量
I-200 機翼為剛性翼面，這與此前的I-15 和I-153 的布質機翼蒙皮有明顯的區別。機翼中部為金屬結構，可折起的機翼外側部分則為木製。這種結構簡化了飛機的生產並為工廠的木工車間提供了業務。翼梁由樹脂膠合相連，而膠合板蒙皮則通過酪素膠粘合。機翼外側可分解為3 個部分並且可以很方便的與機翼中部相連或拆解。
米高揚設計局的設計師們採用了多種措施以使飛機適應大規模生產的需要，I-200 安裝的機載設備都是當時蘇聯戰鬥機裝備的普通設備，飛行員座椅靠背安裝有8 毫米的裝甲板以保護飛行員。為了避免射擊損傷螺旋槳，I-200 飛機的武備由Berezin 12.7 毫米同步機槍和兩挺7.62 毫米ShKAS 機槍組成。
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7.62 毫米ShKAS 機槍
1940 年4 月5 日，I-200 由第一飛機廠最有經驗的飛行員，A·艾卡托夫駕駛成功的進行了首次試飛。艾卡托夫擁有25 年的試飛員生涯，曾經試飛過多種飛機。而一直積極參與原型機製造工作的A·布魯諾夫則被任命為首席試飛工程師。首飛成功後，I-200 又進行了一系列試飛，但是並不是所有試飛都獲得了成功。在第三次試飛時，飛機因發動機回火導致了進氣管著火，幸虧艾卡托夫憑著豐富的經驗及時安全著陸並撲滅了火苗。5 月24 日，I-200 在試飛中達到了648.5 千米/小時的時速（6,900 米），飛機爬升到5,000 米高度僅耗時5.1 分鐘。儘管試飛數據很令人振奮，但是在試飛中也發現了該機存在的一些問題，比如座艙蓋無法在飛行中打開，起落架剎車也出現失靈現象。此外發動機過熱問題在第一階段試飛中也一直困擾著設計人員。水溫和油溫都高於設計上限，這使得AM-35A 發動機始終無法達到全功率，儘管設計人員重新調整了水散熱器和油散熱器位置，但是效果仍不明顯，最後通過安裝新型號散熱器終於將發動機溫度將到了設計值之內。
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I-200 第一架原型機，MiG-3 的經典外形由此開創
1940 年5 月1 日，艾卡托駕駛I-200 參加了莫斯科紅場的閱兵式。5 月25 日，在量產試驗和國家驗收試飛尚未完成前，根據蘇聯最高當局的指示，I-200 就投入了大規模生產。5 月31 日，由伏羅西洛夫元帥為首的軍方將領在莫斯科中央飛機場視察了I-200 戰鬥機。伏羅西洛夫元帥對該機非常滿意，並預祝米高揚在今後獲得更大成功。此時，米高揚已經成為第一飛機廠的總設計師，而波利卡波夫設計局則被遷至第51 飛機廠。
1940 年7 月-8 月，I-200 進行了量產試驗，8 月28 日第二和第三架原型機開始了國家驗收試飛，其中一架用於飛行性能試飛，另一架進行武器試飛。試飛工作在試飛員S·薩普倫、A·庫比甚金和工程師尼吉特申科的主導下獲得了圓滿的成功。在試飛中該機最大海平面平飛速度為486 千米/小時，極限海平面速度達到520 千米/小時，在7,200 米高空最大速度為628 千米/小時，該機爬升到5,000 米耗時5.3 分鐘，實用升限12,000 米，1,000 米高度時盤旋一周時間為20—22 秒。這些數據使I-200 戰鬥機成為了當時蘇聯最優秀的戰鬥機，因此蘇聯空軍要求飛機廠盡快將該機交付部隊。
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I-200 第二架原型機
該機唯一令人不滿意的是AM-35A 發動機仍然未能完善，這給試飛員和工程師們帶來了不少麻煩，而且該發動機還未能通過50 小時飛行測試。1940 年12 月12 日，也就是試驗的最後一天，試飛員A·柯柴特科夫在試飛中遭遇發動機起火，幸虧他臨危不亂，憑著豐富的經驗化險為夷，在安全返回地面後柯柴特科夫才發現飛機的起落架竟然在觸地的瞬間卡住了。
試飛員們在進行多次試飛後認為I-200 對飛行員的技術要求太苛刻了，他們發現I-200 在飛行中縱向穩定性不好而橫向穩定性卻非常出色，這也是波利卡波夫飛機的一個特點。後來設計人員通過汲取I-16 飛機的經驗，對I-200 的重心進行了調整，解決了這一問題。
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I-200 第三架原型機
根據國家驗收試飛結果，設計局共發現了112處設計缺陷，並確定了下列重點改進項目：
·改進縱向和橫向穩定性
·加強對中部油箱的保護
·由於飛機重量增加，更換新的縫翼和起落架
·安裝兩挺可拆卸7.62毫米和一挺12.7毫米機槍
·增加油箱容量是飛機航程達到1,000千米
改進工作中最大的困難是增加飛機航程，I-200 原設計設有一個404 升的油箱，飛機航程為580 千米。為了增加載油量，工程師亞科夫·薩賴特斯基建議將機腹散熱器前移以便為安裝一個250 升油箱騰出地方。根據這個油箱的形狀，設計人員為其起了一個綽號“烏賊”。此外散熱器的進氣道和形狀也作了改進，改善了散熱性能。飛機座艙蓋改為向後移動開啟，機翼掠角也作了細微調整。
1940 年10 月，正當I-200 還在進行改進工作時，第一批25 架預生產型已經建造完畢。由於當地天氣惡劣，這批飛機不得不被送往駐紮在埃夫帕特利亞的第146 戰鬥機團進行適應性飛行。蘇聯空軍科學研究院的老牌試飛員S·薩普倫以及來自第一飛機廠的工程師尼吉特申科和試飛員A·卡萊夫參加了參加了在第146 戰鬥機團的試飛。試飛證明了I-200 是一種高性能戰鬥機，1940 年12 月，I-200 被正式命名為米格-1 戰鬥機。
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德軍入侵蘇聯的“巴巴羅薩”行動中，大批未來得及起飛就被俘獲的MiG-1
米格-3
1941 年2 月，這些與生產型米格-1 戰鬥機被移交給卡金斯基空軍學校，同時移交的還有一批改進後的米格-1 戰鬥機，這些飛機後來被稱為米格-3。 1941 年3 月13 日，米格-3 在試飛中渦輪增壓器發生故障，飛行員A·艾卡托夫喪生。4 月，又有兩架米格-3 投入國家驗收試飛。由於重量增加了256 千克，米格-3 的爬升率、起落性能和機動性均比I-200 略有降低。米格-3 海平面最大速度為495 千米/小時，7,800 米高度時最大速度640 千米/小時。由於發動機性能不理想，飛機航程只有857 千米，未能達到設計要求的1,000 千米。
米高揚對試飛結果很不滿意，他與發動機總設計師亞歷山大·米庫林進行了協商，通過對發動機進行改進，飛機在隨後的試飛中達到了1,000 千米的航程。但是交付給戰鬥部隊的米格-3 仍存在很多問題，工廠的技術人員不得不來到部隊機場解決問題，並發現了飛機武器存在不協調的現象。為了找到一個替罪羊，設計人員將罪過推到了蘇聯空軍科學研究院的頭上，該院的幾位專家因此而被解職，研究院主任亞歷山大·菲林則被內務人民委員會逮捕後槍斃。菲林在蘇聯航空史上有著重要的地位，他是蘇聯第一位飛行員出身的設計師，並試飛過所有被送到蘇聯空軍科學研究院的新型飛機。他還是一位在理論和實踐方面研究螺旋現象的專家。此外他還和米哈伊·格羅莫夫、I·斯普林一起駕駛圖波列夫ANT-25RD 創造了持續飛行75 小時的紀錄。他在被逮捕時擔任研究院領導還不到三年時間，他的死對蘇聯航空工業來說是一個巨大的悲劇。
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A·艾卡托夫
截止到1941 年1 月，第一飛機廠已經製造出150 架米格-3 戰鬥機，而在1940 年第四季度，該廠一共生產了100 架米格-1 和20 架米格-3（米格-1 從第100 架開始被稱為米格-3，而其結構則在生產中不斷地進行改進。）到1941 年3 月28 日，蘇聯軍方共接收473 架米格-3，其中270 架裝備空軍部隊，工廠存放200 架，還有三架墜毀。很多試飛員認為雙翼飛機飛行員很難適應高速的米格-3 的飛行特點，他們很容易進入螺旋。試飛員古洛斯基曾經在日記中寫道：“在4 天的飛行當中，我進行了7 次緊急迫降，其中有兩次我差點就見了上帝。”對於有豐富經驗的試飛員尚且如此，那麼對於普通飛行員來說操縱米格-3 的難度就可想而知了。1941 年春天成了蘇聯空軍的事故高峰期，並且大部分事故都與米格戰鬥機有關。然而伴隨著事故的增加，飛行員們也逐漸掌握了駕駛這種飛機的技巧。
按照慣例，最先進的飛機首先要裝備駐紮在莫斯科附近的蘇聯空軍最精銳部隊，1941 年2 月，一批米格-3 被移交給了第16 戰鬥機團。到1941 年4 月，米格-3 的產量已經達到9 架/天，但是這些飛機的速度比原型機慢了30 千米/小時。最令人頭疼的是蘇聯航空工業部領導不斷要求第一飛機廠對米格-3 進行各種改進，其中包括座艙蓋在高速飛行中無法打開、郵箱洩漏等。最主要的問題還是AM-35A 發動機，因為發動機的問題導致了30 多起各種事故。由於供油系統的的缺陷，飛機在俯衝時發動機油壓會降低很多，發動機甚至在5,000 米高度時都會發生喘振。在一次空戰中，第31 團的3 名飛行員在卡納斯上空駕機追逐德軍偵察機時全部陷入螺旋，結果導致一名飛行員犧牲。
試飛員出身的工程師柯柴特科夫在來到卡納斯調查後發現事故原因與飛行員訓練不足有很大關係，這三名飛行員飛米格-3 的小時數都很少，而且從來沒有執行過高空飛行任務。柯柴特科夫通過組織多次在7,000—11,000 米高度的試飛解決了螺旋問題，證明飛機在10,500 米高度時仍可以完成戰鬥任務。他總結出在飛行高度超過8,000 米時的飛行要點並傳授給其他飛行員。柯柴特科夫的工作很快便起到了效果，靠近羅馬尼亞邊界的第四飛行團很快便擊落了三架入侵飛機。該團與裝備米格-3 的第55 團都是隸屬於第20 混成航空師的部隊。試飛員斯坦凡諾夫斯基回憶道：“該師裝備有兩代不同的戰鬥機，一類是I-16 和I-153，另一類是先進的米格-3，但令我感到吃驚的沒有人願意飛米格，於是我駕機升空並施展渾身解數展示米格-3 的性能，當我落地後，飛行員們對米格-3 的態度立刻便發生了變化，換裝工作開始緊張地進行，每天都要從清晨飛到入夜。”在試飛員的幫助下，該師的飛行員很快掌握了米格-3。該師第55 團的一名飛行員亞歷山大·波克雷甚金後來成為了蘇聯王牌飛行員，先後三次獲得蘇聯英雄稱號，他回憶道：“當我第一次見到米格-3 時，他那先進的氣動外形立刻便使我著迷。”他把米格-3 比做烈性賽馬，“在有經驗的騎手手中他就是一支快箭，但是一旦你失去對他的控制就會喪生在他蹄下。
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波克雷甚金座機MiG-3 “白5”號
1941 年5 月，米格-3 進行了在翼下加裝兩挺12.7 毫米機槍的實驗，米高揚甚至還打算為飛機進一步安裝20 或23 毫米的機砲，但是試飛結果表明，安裝有5 挺機槍的米格-3 飛行速度下降了20—30 千米/小時，機動性的下降也令人無法忍受。在戰爭爆發前，工廠共製造了821 架裝備有5 挺機槍的米格-3，但是在很多飛機裝備部隊之前都拆除了翼下的機槍。輕裝後的米格-3 重3,285 千克，海平面最大速度462 千米/小時，5,000 米高度最大速度559 千米/小時，7,800 米高度時最大速度603 千米/小時，飛機爬升到5,000 米高度需耗時6.8 分鐘，實用升限10,850 米，低空盤旋一周時間23 秒，起飛滑跑距離320 米，航程720 千米。這些飛機性能與初期型米格-3 相比有所下降，這是由於前者引擎罩和蒙皮比後者粗糙導致的。
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安裝5 挺機槍的米格-3，注意翼下吊艙
儘管戰爭爆發前有17 個蘇聯戰鬥機團裝備了總共917 架米格-3，此外還有64 架米格-3 裝備了黑海艦隊和波羅的海艦隊，但是真正形成了戰鬥力的只有部署在西部軍區的第20 混成師、第41、124、126 戰鬥機團和第23 基輔戰鬥機團。部署在邊境地區的米格-3 在戰爭開始時損失慘重，他們成為了納粹空軍的第一輪打擊目標。裝備有233 架米格-3 的蘇聯空軍第9 混成師是蘇聯空軍戰鬥力最強的部隊之一，在第一天的戰鬥中該師損失了全部407 架戰鬥機中的347 架，其裝備的所有米格-3 全部被摧毀在地面上。蘇軍飛行員科科內夫駕駛一架米格-3 強行起飛，並駕機撞毀了一架德國Bf 110 戰鬥機，這也是米格-3 在衛國戰爭中首次與敵機同歸於盡的戰例。但是個別飛行員的勇敢行為並不能扭轉整個戰局發展。第9 混成師師長查尼柯少將由於沒能保全其部隊而被逮捕，隨後這位成名於西班牙內戰時的“蘇聯英雄”被宣佈為“人民公敵”並被槍斃。但是這樣的舉動對局勢卻於事無補。
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1941 年夏，第401 戰鬥機團的MiG-3
為了補充在開戰時遭受巨大損失的西線蘇聯空軍實力，在1941 年6 月22 日，蘇聯空軍司令命令將99 架米格-3 戰鬥機火速送往前線，但是這批飛機的命運更為不幸。由於戰爭初期蘇軍部隊產生了巨大的混亂，撤退的蘇軍部隊為了不讓飛機落入納粹手中，不得不將自己的飛機摧毀。因此到了6 月24 日，西線蘇聯空軍已經沒有一架新型單座戰鬥機，到了25 日這種情況有了改變，超過200 架米格-3 戰鬥機抵達前線，隨後的每一天幾乎都會增加一個戰鬥機團。在29 日的一場空戰中，兩架米格-3 擊落了三架德軍Bf 109 戰鬥機。值得一提的是由試飛員組成的5 個戰鬥機團，其中兩個團裝備了米格-3。成立試飛員戰鬥機團的建議是由蘇聯功勳試飛員，“蘇聯英雄”稱號獲得者薩普倫提出的，他說服史達林相信經驗豐富的試飛員能更好的發揮新型戰鬥機的威力，由他們組成的戰鬥單位將會在前線制空權爭奪中起到重要作用。薩普倫和裴奧特·斯坦凡諾夫斯基上校分別成為第401 和第402 特別戰鬥機團的團長，這兩個飛行團裝備有剛剛走下生產線的67 架米格-3 戰鬥機，並於6 月30 日抵達前線。第401 團抵達祖博夫後，大大加強了西線蘇聯空軍實力，該團立刻便參加了密集的空戰，他們攻擊敵軍地面部隊，執行偵察任務並與納粹的容克式和梅賽施密特式戰鬥機在中低空展開了殊死搏鬥。僅在7 月2 日和3 日兩天，該團便擊落了8 架敵軍飛機，在隨後的一天，薩普倫一個人就擊落了4 架敵機，他也因此第二次獲得“蘇聯英雄”稱號。
1941 年夏天的空戰主要發生在4,000 米高度，在這一高度上，米格-3 的速度比納粹德國主力戰機梅塞施密特Bf 109E 要快一些，但是由於米格-3 在高速飛行時座艙蓋無法打開導致飛行員無法逃生，因此許多蘇聯飛行員在執行任務時總是敞開座艙蓋，使得飛機的時速下降了30 千米左右，這樣Bf 109E 反而在速度上佔了上風。此外儘管Bf 109E 在爬升率方面佔優，但是垂直機動性方面還是米格-3 略勝一籌。儘管兩種戰鬥機盤旋時間差不多，但是由於德國飛機翼載荷輕，Bf 109E 的盤旋半徑比米格-3 小25%，同時由於德國飛機較輕，因此也可以裝備更強的火力。此外在無線電通訊設備方面Bf 109E 也要先進很多。雖然在5,000—7,000 米高度時，米格-3 性能全面超越Bf 109E，並且至少與更先進的Bf 109F 相當，但是空戰幾乎不會發生在這一高度。
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許多蘇聯飛行員在執行任務時總是敞開座艙蓋
儘管米格-3 性能出眾，但是在作戰中出現的大量操作問題嚴重影響了米格-3 充分發揮其性能，1941 年8 月19 日，西線部隊向航空工業人民委員會提交了一份報告，報告稱米格-3 的起落架經常無法放下，飛行員不得不強行利用機腹滑行迫降，此外起落架上方的設備也經常在降落時受損，尤其是緊急迫降經常造成飛機散熱器排氣管損壞，而排氣管又很難更換，這就導致飛機的留空時間大大減少。
報告還稱由於米格-3 座艙鎖性能不可靠，西線蘇軍飛行員在執行任務時不得不敞開座艙蓋，敞開座艙蓋影響了飛機的速度與航程，同時由於飛機的續航力不高也使得其無法執行偵察任務，因為一旦在偵察時發生空戰，米格-3 的油料將無法保證其安全返航。作為應急措施，設計人員為米格-3 安裝了外部油箱。此外報告還提到了飛行員們對米格-3 視野不佳，風擋玻璃上沾滿飛濺的油漬以及令人難以忍受的艙內高溫等問題的抱怨。
由於在報告送抵的當天，蘇聯空軍高官們正在討論新型戰鬥機的研製問題，於是米格-3 的報告被忽視了。於是很快由於米格-3 的設計缺陷和戰鬥部隊抱怨其無法滿足空戰需求，蘇聯當局下令停止生產米格-3。儘管第一飛機廠做了各種努力挽救該機的命運，但是最終還是於事無補。因為當時蘇軍急需大批強擊機，而號稱“空中坦克”的伊爾-2 強擊機的發動機和米格機所用的發動機是在一個工廠裡生產的，生產線受規模限制不能同時大量生產兩種發動機，由於米格機的表現不盡人意，因此蘇聯當局無法容忍浪費資源生產一種不成功的飛機，於是最終下令停產米格機。
在1941 年夏末交付前線米格-3 又作了很多改進，配備了舵面輔助調整片，其AM-35A 發動機的傳動率從0.902 增加到了0.732，並且用自動變距螺旋槳替換了VISH-22E預調槳距螺旋槳。改進後的米格-3 操縱性、飛行穩定性和可靠性有了一定的改善，但是飛機的爬升率和起落性能卻下降了。以改裝後的3943 號米格-3 為例，該機海平面最大速度466 千米/小時，5,000 米高度最大速度569 千米/小時，7,800 米高度時最大速度615 千米/小時，飛機爬升到5,000 米高度耗時7.1 分鐘，1,000 米高度盤旋時間22 秒，起飛重量3,299 千克（外掛和335 千克的外部油箱不計）。
1941 年8 月，米格-3 產量達到562 架，創造了蘇聯戰鬥機的產量記錄，這一紀錄一直保持到了戰爭結束。這562 架米格-3 加上7 月生產的496 架和9 月份生產的450 架構成了攔在納粹空軍前方的空中防線，在德軍對莫斯科發起的總數達8,279 架次空襲中，僅有209 架轟炸機抵達了莫斯科上空。在所有保衛莫斯科的戰鬥機部隊中，第16、27、34 戰鬥機團是王牌部隊。其中由普盧特斯柯夫上校指揮的第16 戰鬥機團在1941 年下半年共擊落72 架敵機。1941 年10 月，在友軍的策應下,由皮薩克上校指揮的第27 團成功的攻擊了向貝里機動的德軍裝甲部隊。由雷比金上校指揮的第34團也在保衛西線交通線的戰鬥中聲名大振，10 月22 日，該團冒雨執行了59 次戰鬥任務，在24 場空戰中共擊落12 架敵機。後來在莫斯科上空駕機英勇撞擊敵機的著名飛行員維克多·卡拉里克辛也在這段時間擊落了5 架敵機。而第42 團則取得了西線米格戰機的最大戰績，在一次為12 架伊爾-2 護航任務中，他們在奧瑞機場上空擊落了4 架正在起飛的Bf 109 和57 架正在降落的Ju 52 運輸機以及至少60 架停放在機場上的各種飛機，而該團無一損失。
在這段時間內，米格戰鬥機獲得了積極的評價，它的機動性甚至出乎了試飛員的預料，有的飛行員認為它的轉彎機動性甚至可以與I-15 媲美。在一次模擬空戰中，米格-3 輕鬆的擊敗了扮演敵機的雅克-1 戰鬥機，而這架米格-3 也因為在模擬空戰中動作過猛導致飛機變形而報廢。在那段時間內，有40 名駕駛米格戰鬥機的飛行員獲得了“蘇聯英雄”的稱號。
1941 年秋季發生的幾場高空空戰充分證明了AM-35A 是一種成功的發動機。1941 年9 月28 日，飛行員皮洛茲柯夫在8,000 米高度與敵機相遇，他一直咬住敵機爬升到10,000 米高度並最終將敵機擊落，這場空戰是戰爭中首次在這種高度的空戰。
1941 年10 月，就在第一飛機廠後遷前不久，一種配備了兩個100 升副油箱和寬葉螺旋槳的新的米格-3 戰鬥機的改型誕生了。儘管12.7 毫米ShKAS 機槍射速很高，但這種武器卻不十分有效，因此該機換裝了12.7 毫米UBS 機槍，這樣在不增加飛機重量的前提下，米格-3 戰鬥機每秒武器發射質量由1.2 千克提高到1.44 千克。與此同時，為飛機安裝火箭發射架的工作也展開了。截止到1941 年10 月底，共有49 架米格-3 安裝了可裝載6 枚RS-82 火箭的發射器，這種型號的飛機總共製造了180 架。
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換裝12.7 毫米UBS 機槍並掛載RS-82 火箭的MiG-3
在量產停止後，米格-3 仍然頻繁的執行戰鬥任務，該機零部件的通用性和良好的維護能力保證了其戰備狀態。截止到1942 年5 月1 日，仍有134 架米格-3 在蘇聯空軍服役，其中3/4 還擁有戰鬥能力。但是戰鬥部隊對米格-3 的評價卻不盡相同，第487 團的飛行員認為該機機動性太差，而第519 團卻認為米格-3 比雅克-1、拉格-3 和I- 16 都要強。1942 年夏天，在西線戰鬥的第201 航空師開始用雅克-1 替換其裝備的米格-3，替換下來的飛機被移交給第122 戰鬥機團，此外所有從修理廠維修後的米格- 3 也被劃撥給了該團，這使得該團飛機數量大大超過了編制。當1942 年秋季第201 航空師移防史達林格勒時，由於蘇軍認為米格-3 性能遜於史達林格勒附近的德軍飛機，因此第122 團被留在了西線進行戰鬥。該團的米格-3 一直使用到了1943 年春天，這期間他們的對手不僅僅是Me 109，還有更為先進的Fw 190 戰鬥機。在1942—1943 年間，米格-3 主要裝備國土防空軍部隊，尤其是在1942 年夏季，米格-3 和I-16 是蘇軍使用最廣泛的戰鬥機，他們中的一半，約330 架戰鬥機用於保衛莫斯科的上空的安全。他們可以有效的對付飛行高度在11,000 米以下的德軍轟炸機和偵察機，但是對飛行高度達12,000 米的容克Ju 86R 和高空偵察機卻無能為力。於是米格設計局首次被要求設計一種高空戰鬥機。
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1944 年初，波羅的海艦隊第7 戰鬥機團混合裝備的MiG-3 和P-40
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MiG-3 三面圖
米格-3AM-38
整個1941 年秋季，米格設計局都在忙於為米格-3 戰鬥機更換新的發動機，8 月初，米格局為米格-3 安裝了一台克里莫夫AM-38 發動機，這種發動機功率有所提高，但是低空性能卻下降了。更換發動機後的米格-3 被命名為米格-3AM-38，該機空重3,325 千克，略大於安裝AM-35A 發動機的米格-3，在試飛中米格-3AM-38 最大海平面速度為514 千米/小時，高空最大速度為582 千米/小時。其後在米高揚的建議下，設計人員有對該機進行了一些細節修改，修改後的米格-3AM-38 戰鬥機的高空和海平面最大速度都有所提高，其中後者達到547 千米/小時，這一速度不但超過當時蘇軍裝備的所有型號的戰鬥機，而且超過了當時德軍最快的Bf 109F2 和Bf 109F4 戰鬥機。
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首架MiG-3AM-38
與米格-3AM-35A 的後期型號相比，米格-3AM-38 的低空爬升率與其相當，但是高空爬升率卻下降了很多，因此該機爬升到5,000 米高度需要耗時8 分鐘。由於AM-38 發動機功率比AM-35A 提升400 馬力，但卻保留了後者的散熱器，因此造成了該發動機溫度顯著升高。8 月12 日，試飛員A·科柴科特科夫在駕機完成試飛後認為，必須要對該機進行一系列改進，否則將無法達到設計要求。於是米格-3AM-38 的發展就此停止。
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AM-35A
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AM-38F
米格-3M-82（米格-9）
在進行綜合考慮之後，米格設計局後來決定為米格-3 更換先進的阿卡迪·施范特索夫M-82 星形發動機。改裝後的米格-3 被重新命名為米格-3M-82 或米格-9。在設計之初，設計局就將保持新機與米格-3 的通用性作為設計主導方針之一，因此米格-3M-82 保留了米格-3 的起落架、外翼和尾翼，只是對機翼中間部分和機體作了微小的改動。米高揚認為這樣將會大大簡化飛機投入量產的時間。1941 年8 月23 日，蘇聯空軍科學研究院批准了米格-9 的設計方案，儘管米格-9 的低空性能略遜於米格-3AM-38，但是其爬升率和起落性能有了明顯改善。米高揚還打算為該機加裝兩挺12.7 毫米UBS 機槍用於對地支援。這個建議很快引起了蘇聯軍方的興趣，因為儘管同樣採用M-82 發動機的蘇-2 短程轟炸機已經試飛，但是軍方對其並不很滿意。與此同時，M-82 發動機已經通過了國家驗收，並在莫羅托夫建立起了生產線。1941 年底，在克服了設計局搬遷帶來的巨大困難後，米格-9 終於在古比雪夫投產，因為廠房尚未建成，生產不得不在露天進行。第一飛機廠在搬遷的過程中還生產出了27 架米格-3，這樣整個1941 年，米格-3 的產量達到了4,100 架。1941 年12 月23 日，第一飛機廠接到了斯大林簽署的命令，該命令要求立即停止米格機的生產，全力生產前線急需的伊爾-2 攻擊機，米格-3M-82 的發展畫上了句號。
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米格-3M-82，代號I-210
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米格-9E三面圖
I-211E（米格-9E）
在小批量生產了5 架米格-3M-82 後，1943 年米格局又造出一架安裝了改進型發動機的新飛機，並將其命名為I-211，又稱為E 型機。該機的機體外形作了修改以使其更加流線形，飛機座艙位置也向後稍作移動，散熱器進氣道移到了飛機兩側翼根處，垂尾形狀也作了改動並且水平尾翼位置提高，機翼中間部位安裝了兩挺ShVAK 機砲。試飛數據表明該機性能相當出色，其高空最大速度為670 千米/小時，爬升到5,000 米高度僅需4 分鐘。但是該機最終還是在安裝ASh-82FN（M-82 發動機在1943 年被重新命名為ASh-82，ASh 為其設計師阿卡迪·施范特索夫的字母縮寫）的拉-5FN 面前敗下陣來，後者則很快在前線證明了自己的價值。
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I-211E
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I-211E三面圖
I-230（D）（米格-3U）
在一段時間之內，採用各種不同發動機的米格-3 改型原型機處在平行發展的階段，與此同時安裝AM-35A 發動機的米格-3 也在不斷的進行改進。1942 年，米高揚設計局推出了代號“D 型機”的I-230 戰鬥機，該機在設計當中汲取了前線米格-3 飛行員和維修人員的建議，其機身結構與米格-3 基本相同，便於利用米格-3 生產線進行大規模生產。戰爭頭幾個月的空戰經驗表明，米格-3 裝備的機槍火力不足，因此米高揚在I-230 的機頭上方安裝了兩門備彈370 發的ShVAK 20 毫米機砲。該機取消了焊接衍架，機體結構為全木質，機翼中部和尾翼蒙皮分別採用了三層和兩層1 毫米厚的膠合板，使得生產工藝大大簡化。I-230 在發動機與座艙之間的位置安裝了一個由特殊的防火複合板製成的密封油箱。根據飛行員的建議，I-230 的座艙也作了相應的改動。比如為了改善座艙的可視區域，設計師將傳統的控制桿與製動桿、火控開關等整合到了一起。
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I-230
由於AM-35A 發動機已經停產，I-230 採用了一種在AM-38F 基礎上改進的發動機，但是在設計文件中該發動機仍被稱為AM-35A。I-230 採用了直徑3.2 米的AV-5L-126A 螺旋槳。第一架I-230 的原型機於1943 年7 月首飛，最初被稱為米格-3 改，後來被命名為米格-3U。試飛工作由蘇聯空軍科學研究院資深試飛員科姆亞科夫主持，在試飛中米格-3U 海平面最大速度達到了505 千米/小時，短時間衝刺速度可達526 千米/小時，其高空最大速度為656 千米/小時，超過了米格-3 標準型近40 千米/小時。該機爬升到5,000 米高度耗時6.2 分鐘，比米格-3 標準型減少了近一分鐘，其實用升限也達到12,600 米，比後者提高了700 米。儘管該機的各項指標比米格-3 標準型有了明顯提高，但是試飛員還是指出該機存在不少缺陷，其中包括該機降落時不易操縱，對沒有經驗的飛行員來說相當危險。經過對該機性能的綜合評估後，蘇聯空軍科學研究院決定暫不批准量產該機的建議。儘管如此，米高揚設計局還是設法在第155 飛機廠又生產了另外5 架米格-3U 原型機。1943 年8 月，第1、3、4、6 架原型機交付負責保衛莫斯科的第12 近衛戰鬥機團試用。儘管該機存在不少缺陷，但是其性能還是在戰鬥中獲得了肯定，然而該機最終仍然未能投入批量生產，米高揚設計局又展開了研製一種新型高空戰鬥機的工作。
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I-230 三面圖
I-231（2D）
1943 年9 月米高揚設計局開始研製安裝新型AM-39A 發動機的I-231，額定功率1,700/1,800 馬力。I-231 的代號“2D”，此時使用相同發動機的一種全新高空戰鬥機也在研製中，這就是I-220，代號“A”。I-220 比MiG-3 外形大得多，I-231 只是I-220 萬一研製失敗時的後備方案。1943 年10 月19 日I-231 原型機首飛，試飛員VM薩烏金。11 月5 日的一次試飛中，由於嚴重的增壓器故障迫使飛行員在諾金斯克機場緊急著陸，飛機毫髮無傷，試飛員薩烏金因優秀表現獲頒紅星獎章。11 月23 日更換了發動機後，試飛恢復。I-231 在7,100 米高度飛出了707 公里/小時的極速，爬升到5,000 米高度耗時4.5 分。這是差不多是當時蘇聯螺旋槳戰鬥機能達到的極限速度了。
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唯一的一架I-231 原型機
隨後原型機轉交給蘇聯空軍科學研究院進一步試飛，在進行了一些包括改用AV-5L-126E 螺旋槳的細微改動後，飛機重量減輕了25.3 千克。但在一次試飛中襟翼無法放下，導致著陸速度過高，飛機衝出跑道翻覆。損壞的飛機回到米高揚設計局維修，5 月12 日交給蘇聯空軍科學研究院。但是在後面的試飛中發動機又報廢了，在等待新AM-39 發動機的過程中傳來了由於嚴重的可靠性問題，AM-39 發動機下馬的消息，於是I-231 也就到此為止了。
I-231 是MIG-3 家族的最後成員，是更具創新性的高空戰鬥機系列：“A 型機”的後備方案（由I-220/221/222/223/224/225 等型號組成）。後者在1943~1945 年間研製，但由於噴氣時代的來臨，“A 型機”也未投入使用。
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I-224