Конструкция самолета Е-4, за исключением крыла, была в значительной степени унифицирована с экспериментальным самолетом Е-2. Основные отличия Е-4 от Е-2:

крыло треугольной формы в плане, тонкого профиля, с измененной формой передней кромки, на крыле – элероны и щелевые закрылки, аэродинамические гребни различной формы;

три тормозных щитка;

– модифицированные стойки шасси, убирающиеся в новое крыло.

Самолет мог нести подфюзеляжный подвесной топливный бак (ПТБ). Вооружение состояло из двух пушек НР-30 калибра 30 мм, расположенных по бортам фюзеляжа ниже крыла. Вместо подфюзеляжного ПТБ могла подвешиваться бомба массой 500 кг, а на подкрыльевых пилонах предусматривалось крепление блоков неуправляемых ракет калибра 57 мм. Прицел АСП-5Н, сопряженный с радиодальномером, устанавливался в конусе воздухозаборника.

В целях управления цельноповоротным стабилизатором и элеронами устанавливались необратимые бустеры. В проводку управления горизонтальным оперением был включен автомат загрузки. Основным элементом системы аварийного покидания стало катапультируемое кресло с самолета МиГ-19С [802] .

Самолет Е-4 фактически стал летающей лабораторией, на которой велось исследование влияния различных гребней на аэродинамические характеристики крыла, продолженные впоследствии на самолете Е-5. Самолет за время испытаний достиг максимальной скорости 1290 км/ч. В 1956 – 1957 гг. на самолете Е-4 выполнили 107 полетов, полностью выработав ресурс двигателя и оборудования [803] .

Следующий опытный самолет Е-5 отличался лишь установкой более мощного двигателя АМ-11 с форсажной тягой 5100 кгс. 9 января 1956 г. его поднял в воздух летчик-испытатель ОКБ В.А. Нефедов. В процессе испытаний истребитель доработали: удлинили на 400 мм, увеличили емкость топливной системы, при этом изменилось положение центра масс, что привело к улучшению характеристик устойчивости.

Летчики-испытатели, давшие самолету положительную оценку, отмечали превосходство истребителя с треугольным крылом в пилотажных и разгонных (на больших числах М) характеристиках [804] .

Самолет МиГ-21 создавался в то время, когда выбор вооружения, радиоэлектронного и другого оборудования был невелик и происходил независимо от разработки самолета. Еще не существовало понятия «авиационный комплекс», введенного в оборот спустя почти десять лет. Скорость истребителя тогда считалась основной характеристикой. На все другие параметры, такие как надежность, пилотажные и взлетно-посадочные, а также эксплуатационные характеристики, боевые возможности и живучесть, обращали меньше внимания, чем сейчас.

Трудности с доводкой машины и ее силовой установки сильно задержали передачу на государственные испытания машины, отправленной 24 ноября 1956 г. на доработку. Лишь 22 февраля 1957 г. она поступила в ГК НИИ ВВС.

В этом же году из сборочного цеха тбилисского авиационного завода № 31 выкатили пять серийных самолетов Е-5 под названием МиГ-21, и на сборке находилось еще столько же так и не востребованных заказчиком истребителей, а также 15 самолетов в узлах [805] . Всего на заводе № 31в1957 году было построено 10 самолетов МиГ-21 [806] .

С 1955 по 1958 год на истребителях Е-2А, Е-4 и Е-5 проводился большой комплекс летных испытаний самолетов и двигателей по специальным программам. В связи с дальнейшей модификацией легкого одноместного истребителя МиГ-21Ф (Е-6) постановлением правительства и приказом ГКАТ в 1958 году работы по этим самолетам были прекращены [807] .

Конкурентом МиГу на «должность» фронтового истребителя был Су-7, и надо сказать, что «чаша весов» на Пироговке (улица, где располагалось Управление заказов ВВС) первоначально была на его стороне. 9 января 1958 г. главком ВВС маршал К.А. Вершинин направил в ЦК КПСС письмо, из которого следовало, что «ВВС как заказчик заинтересованы в доводке большого количества опытных самолетов с тем, чтобы иметь возможность выбора.

При рассмотрении плана (закупки техники) было указано на ликвидацию многочисленности самолетов с тем, чтобы высвободить мощности КБ и промышленности и сократить расходы для продвижения ракетной техники…

По летным характеристикам Су-7 имеет преимущество по сравнению с МиГ-21 и МиГ-23 в скорости на 150 – 200 км/ч и потолку – 1 – 1,5 км, при этом он может быть, после внесения небольших изменений, истребителем-бомбардировщиком. Доведенность Су-7 более обнадеживающая, чем МиГ-21 и МиГ-23» [808] .

Казалось, судьба МиГ-21 повисла на волоске, но на следующий день К.А. Вершинин вместе с председателем ГКАТ П.В. Дементьевым отправляет в тот же адрес еще одно письмо, но уже с просьбой выпустить из имеющегося задела 10 – 15 самолетов МиГ-21 и МиГ-23. Понять тайну сию очень трудно. Однако МиГ-21 кто-то «выручил». Вполне возможно, что свое слово сказало и ОКБ-300, вовремя поспевшее с предложением по форсированному Р-11Ф-300 [809] .

Окончательный облик МиГ-21, однако, сформировался на базе следующего самолета Е-6. Было построено три опытных экземпляра Е-6/1, Е-6/2 и Е-6/3 с двигателем Р-11Ф-300 (дальнейшим развитием АМ-11), тяга которого на форсаже составляла 5740 кгс. В конструкцию Е-6 внесли ряд изменений: