В советско-германского фронта немцы в течение лета 1942 г. стали использовать специальные высотные разведчики Ju 86P, оснащенные турбокомпрессорами и герметичными кабинами для экипажа. Неоднократно эти самолеты в ясную погоду показывались над Москвой на высотах 11500—12000 м. Здесь огонь нашей зенитной артиллерии был неэффективен, а вылетавшие на перехват патрули истребителей не могли достигнуть такого потолка.
8 июля на большой высоте показался самолет, определенный постами ВНОС как Ju 88, который два—три раза прошел над центром столицы. По приказу командира 6-го иак ПВО полковника А.И.Митенкова на перехват устремилось 11 пар различных отечественных и импортных истребителей, среди которых имелись и МиГ—3. Наиболее высоко «забралась» (9500 м) одна из «Аэрокобр», но противник находился примерно на 1600 м выше
Ставка ВГК и Генеральный штаб потребовали объяснений от руководства истребительной авиации ПВО Территории Страны. По инициативе командования 6-го иак ПВО 19 августа 1942 г. были проведены импровизированные испытания по определению скороподъемности и практического потолка нескольких машин, находившихся на вооружении корпуса.
Результаты откровенно разочаровывали: приблизиться к 10000 м смогли только P-39 ,. Лишь один МиГ—3 (взлетной массой 3248 кг) смог набрать высоту 9000 м, остальные заканчивали набор на 500—1000 м ниже, а для подъема на практический потолок уходило почти по 40 минут. При этом МиГ—3 обладали наихудшими данными по сравнению с другими истребителями; их практический потолок определили всего в 8600 м
Прибывшие в 6-й иак специалисты НИИ ВВС провели соответствующие испытания по разработанной программе. Они определили, что фронтовые летчики имели весьма приблизительное представление о методиках набора предельной высоты и не представляли условий, при которых можно получить наилучшие характеристики своих боевых самолетов. Так, большинство пилотов МиГ—3 не знали, что для достижения наивыгоднейшей скороподъемности следовало поддерживать приборную скорость в 260—270 км/ч, а затем немного уменьшать ее с высоты 6000м
На практике некоторые летчики начинали набирать высоту при скорости 300 км/ч, полагая, будто иначе возможен непроизвольный срыв в штопор. В этом случае даже совершенно новый и исправный МиГ—3 не мог достигнуть 10000 м. Кроме того, многие машины имели «нештатные» щели и отверстия в моторном отсеке, которые увеличивали сопротивление. Плохое состояние поверхностей МиГов, недостаточная подгонка после ремонта щитков и лючков, плохо сбалансированные винты сильно снижали боевые возможности истребителей, в том числе и на высоте.
Из ранее проведенных испытаний было известно, что тщательно отрегулированный МиГ-3, пилотируемый опытным летчиком, при условии выполнения всех требований инструкции по эксплуатации самолета и мотора, мог достигнуть высоты 11500 м за 26 минут. Это при полетной массе, типичной для МиГ—3 выпуска второй половины 1941 г., — 3299 кг. ОКБ Микояна предприняло попытку облегчить самолет, для чего с него сняли часть оборудования (например, протекторы бензобаков, а оптический прицел ПБП—1 а заменили простейшим визиром ВВ-1), демонтировали два пулемета ШКАС и патронные ящики. Расчеты показывали, что при взлетной массе 3218 кг практический потолок «облегченного» МиГ—3 мог увеличиться на 400 м.
А.И.Микоян 14 августа предложил руководству НИИ ВВС испытать один из самолетов для условий работы на больших высотах. МиГ—3 зав. № 4486 оказался несколько тяжелее «облегченного», поскольку на нем сохранили исходное вооружение из двух БС с суммарным боезапасом в 500 патронов. С полетной массой 3252 кг самолет достиг практического потолка 11000 м за 34,3 мин; на набор 5000 м уходило 8,1 мин. В заключении по испытаниям заместитель начальника НИИ ВВС генерал П.И. Федоров указал, что годом ранее практический потолок МиГ—3 зав. № 3809, равный 11500 м, получен «экстраполяцией» графика вертикальной скорости; в действительности истребитель тогда не поднялся выше 8000 м
Результаты не могли удовлетворить командование — высотные разведчики противника действовали заметно выше практического потолка нашего истребителя. Тем не менее, МиГ—3 продолжали рассматривать как весьма перспективный истребитель для ведения борьбы с неприятельскими машинами на больших высотах. 28 января 1943 г. заместитель наркома обороны генерал М.С. Громадин обратился к А.И.Шахурину с просьбой выполнить ряд необходимых мероприятий для войск ПВО:
«Самолет МиГ—3 является наиболее подходящим типом истребителя для борьбы с противником выше 10000 м. Потребность в таком самолете в настоящее время возрастает, так как высоты полета противника, особенно его разведчиков, постоянно возрастают.
Так, 18 января 1943 г. отмечен полет разведчика на высоте 11600 м. Истребительная авиация ПВО располагает 218 МиГами, в большинстве своем годными к полетам. Но из них 19 машин стоят без моторов, а на остальных установлены моторы, имеющие по несколько переборок и из-за износа потерявшие мощность, отчего МиГ—3 не могут дать расчетных данных и имеют пониженный потолок. Причина теперешнего положения состоит в том, что нет производства моторов AM—35A, а небольшой имевшийся запас их полностью израсходован.
Прошу Вашего распоряжения об изготовлении для истребительной авиации ПВО партии новых моторов AM—35A в количестве 100 штук».
На документе нарком оставил резолюцию: «Директору завода № 24 тов. М.С.Жезлову. Необходимо с февраля выпускать по 10-15 моторов AM—35A в счет программы AM—38. А. Шахурин» [3].
Положение дел с созданием советских высотных истребителей обсуждали в Кремле 16 февраля 1943 г. Вечером этого дня сюда были вызваны нарком авиапромышленности и его заместитель по опытному самолетостроению А.С.Яковлев. В кабинете Сталина уже находились Молотов, Маленков, Берия и некоторые другие члены ГКО.
Заслушав присутствующих, Сталин предложил руководству авиапрома выбрать наиболее перспективные работы, которые в ближайшее время можно довести до воплощения в боевой высотный истребитель ПВО. Ровно через десять дней вышло постановление правительства, касающееся дальнейших работ ОКБ Микояна.
Прежде всего, с февраля возобновлялось производство моторов АМ-35А с редукцией 0,732. От двигателистов потребовали выпускать их ежемесячно по 10 штук (уже без снижения темпов производства AM—38). Таким образом, по мнению руководства, удалось бы поддержать боеготовность МиГов, прежде всего в составе ПВО Москвы. Ведь за весь 1942 г. завод сдал только 173 мотора AM—35A, некоторые из которых (с редукцией 0,59) предназначались для замены выработавших ресурс двигателей тяжелых бомбардировщиков ТБ—7 (Пе—8).
Микоян получил задание к 20 мая 1943 г. построить на своем опытном заводе шесть высотных МиГов, которые при массе 3100 кг набирали бы высоту 10000 м за 13 минут, достигали практического потолка 12500 м, имели максимальную скорость 670 км/ч. Устраняя один из основных недостатков прежних МиГов — слабое вооружение — главный конструктор смонтировал две синхронные пушки ШВАК с боезапасом по 150 снарядов. Такое вооружение, как уже отмечалось, было отработано на МиГах в 1942 г.